WO2024251592A1 - Prozessanordnung sowie verfahren zur herstellung einer bauteilverbindung - Google Patents

Prozessanordnung sowie verfahren zur herstellung einer bauteilverbindung Download PDF

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WO2024251592A1
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Definitions

  • the invention relates to a process arrangement for producing a component connection according to the preamble of claim 1 and a method for producing such a component connection according to claim 10.
  • a generic process arrangement has a welding or soldering device, by means of which joining partners can be connected to one another in a materially bonded manner via a connecting seam designed as a weld or solder seam.
  • the welding or soldering device is integrated in a control loop in which an electronic control unit sets a seam parameter of the welding or soldering device that influences the seam quality depending on a target specification.
  • the control loop has, for example, an optical sensor for photo-optical detection of a surface profile of the connecting seam formed in the welding or soldering process. This sensor generates an actual value, which is compared with a target specification in the electronic control unit.
  • the control unit determines a difference value, on the basis of which the control unit controls the welding or soldering device with a control value.
  • the optical sensor is used to capture a 2D image of the connecting seam surface, so that only external quality characteristics of the connecting seam are taken into account in the control system.
  • DE 10 2015 016 513 B4 discloses a process arrangement with a welding or soldering device, with the help of which a component connection can be made, the joining partners of which are connected to one another via a connecting seam.
  • the welding or soldering device is integrated into a control loop.
  • the control loop has an X-ray device for actual value recording, which records the internal quality characteristics of the connecting seam by radiating the joining zone and uses this to determine an actual value.
  • the object of the invention is to provide a process arrangement and a method for producing a component connection which, compared to the prior art, enables an improved welding or soldering result with reduced energy consumption.
  • the invention is based on a process arrangement with a welding or soldering device for producing a component connection.
  • joining partners are connected to one another via a connecting seam designed as a weld or solder seam.
  • the welding or soldering device is integrated in a control loop in which an electronic control unit sets a parameter of the welding or soldering device that influences the seam quality depending on a target specification.
  • the process arrangement is a self-learning system with which a learning process can be carried out on the basis of a learning target specification.
  • the process arrangement can have a correction module for this purpose with which the learning target specification can be corrected into a correction target specification during the learning process.
  • a follow-up process that takes place after the learning process can therefore be carried out on the basis of the correction target specification.
  • the electronic control unit therefore no longer sets a control value for the welding or soldering device depending on the original learning target specification, but rather depending on the correction target specification generated in the previous learning process.
  • the correction module can be in signal connection with a test unit.
  • the test unit can carry out a quality check of the connecting seam during the learning process. On the basis of the test result, the correction module can generate the target correction specification.
  • the test unit can have a sensor that carries out a preferably three-dimensional recording of the connecting seam during the quality check, in which both internal and external quality features of the connecting seam can be detected.
  • the sensor Based on the preferably three-dimensional detection, the sensor generates an actual value of the connecting seam.
  • the test unit can also have a comparator module that determines a difference value from a comparison between the generated actual value and a stored target value. The difference value determined in the comparator module is sent to the correction module. This generates the correction target value based on both the difference value and the teach-in target value.
  • the sensor of the test unit can preferably be a radiometric device. This can consist of an X-ray or gamma radiation generating Radiation source and an imaging detection module. During the welding or soldering process, the radiation source can illuminate the joining area as a transmitted light radiation source. The imaging detection module can generate a radiation intensity image of this illuminated joining area. In an evaluation module of the test unit, the actual value can be determined by evaluating the radiation intensity image, which can be forwarded to the electronic control unit. The actual value can preferably be a seam depth of the connecting seam. Alternatively and/or additionally, the actual value can be an offset between the connecting seam and the joint profile, and/or a material cross-section of the weld or solder in the joining gap.
  • the process arrangement can have a data memory in which the correction target specification determined by the correction module is read and stored. This makes the correction target specification available for the subsequent process.
  • a sensor can be integrated into the control loop.
  • the sensor can photo-optically record a surface profile of the connecting seam formed in the welding or soldering process as an actual value.
  • the electronic control unit of the control loop can have a comparator module that determines a difference value from the comparison of the actual value and the teach-in target value/correction target value. On the basis of this difference value, the electronic control unit generates a control value for controlling the welding or soldering device.
  • the learning process for correcting the target specification can be carried out continuously during a welding or soldering operation. Alternatively, the learning process can only be carried out for certain events, for example after a tool change, at the start of a new welding or soldering operation or after a batch change of the joining partners
  • the welding or soldering device can be implemented as a laser device that connects the joining partners by means of a laser weld seam or a laser soldering seam.
  • the component connection created can be a mixed construction connection in which a first joining partner is a cast metal part, while a second joining partner is a sheet metal part.
  • Fig. 1 to 3 each show different representations which illustrate the process arrangement and the method for producing a component connection.
  • Figure 1 shows a completed composite joint, which is formed from a metal casting 1, for example from die-cast metal or specifically from die-cast aluminum, and a sheet metal part 3, such as an aluminum or steel sheet part.
  • the sheet metal part 3 is realized as a thin-walled angle profile, which has a sheet metal part base section 5 and a sheet metal part flange 7 angled therefrom.
  • the metal casting 1 is also realized as a thin-walled angle profile, which has a metal casting base section 9 and a metal casting flange 11.
  • the base sections 5, 9 of the two joining partners 1, 3 merge flush into one another at a connecting joint, while a joining gap 15 is defined between the flanges 7, 9 of the two joining partners 1, 3, which is filled with soldering material 17.
  • the soldering material 17 forms a connecting seam 19, which extends over a seam length I between the cast metal part 1 and the sheet metal part 3.
  • the composite joint shown in Figure 1 is produced by a laser soldering process, as indicated in Figure 2 or 3. Accordingly, a laser beam 27 generated by a laser device 25 is guided along the connecting joint, where it melts the brazing material 29, for example a copper-silicon wire. The melted brazing material 29 flows into the joint gap 15, forming the connecting seam 19.
  • a core of the invention is that the laser soldering process is divided into at least one learning process ( Figure 2) and a subsequent follow-up process (Figure 3).
  • the learning process Figure 2
  • the control loop R is expanded by the test unit 30, the correction module 41 and a target specification unit 10 in order to optimize a learning target specification Zs of the target specification unit 10 in a targeted manner to a correction target specification ZSK ZU.
  • the follow-up process Figure 3) no longer takes place using the original learning target specification Zs, but using the already optimized correction target specification ZSK, so that in the follow-up process ( Figure 3) the test unit 30, the correction module 41 and the target specification unit 43 are omitted.
  • the control circuit R consists in the learning process ( Figure 2) of an electronic control unit 21, the soldering device 25, an optical sensor 23 and the Target specification unit 10, which provides the learning target specification Zs for the control circuit R.
  • the correction module 41 and a data memory 26 are interposed in the signal path from the target specification unit 10 to the electronic control unit 21.
  • the correction module 41 corrects a learning target specification z s read out by the target specification unit 10 into a correction target specification ZSK. This is read into the data memory 26 and stored there.
  • a correction target specification ZSK is read out from the data memory 26 - that is, no longer from the target specification unit 10 - in the direction of the control unit 21.
  • control unit 21 Based on the correction target specification ZSK, which is optimized in comparison to the teach-in target specification zs, the control unit 21 generates a control signal y in the subsequent process to control the soldering device 25. This increases the seam quality and reduces the energy required for this.
  • a self-learning system which works as follows:
  • the learning process ( Figure 2) is carried out on the basis of the learning target specification zs stored in the target specification unit 10.
  • the correction module 41 automatically corrects the learning target specification zs in a targeted manner to the correction target specification ZSK, which can be read into the data memory 26.
  • the correction target specification Z SK is then available for the subsequent process ( Figure 3).
  • the correction target specification ZSK is determined in a self-learning manner with the help of the correction module 41 from the learning target specification zs, which forms a starting point.
  • the sensor used in the test unit 30 is designed as a radiometric device. According to Figure 2, this has a radiation source 35 that generates X-rays or gamma radiation and an imaging Detection module 37. During the learning process, the radiation source 35 is used as a transmitted light radiation source that illuminates the joining area.
  • the imaging detection module 37 generates a radiation intensity image of the illuminated joining area.
  • an actual value Z2 is determined by evaluating the radiation intensity image, which can be forwarded to a comparator module 38 of the test unit.
  • a difference value AZ2 is determined from a comparison between the actual value Z2 and a target value Z2s.
  • the difference value AZ2 is forwarded to the correction module 41. This generates the correction target specification ZSK on the basis of the difference value AZ2 and the learning target specification Zs.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Prozessanordnung mit einem Schweiß- oder Lötgerät (25) zur Herstellung einer Bauteilverbindung, bei der Fügepartner (1, 3) über eine als Schweißnaht oder Lötnaht ausgebildete Verbindungsnaht (19) miteinander verbunden sind, die sich über eine Nahtlänge (l) zwischen den Fügepartnern (1, 3) erstreckt, wobei das Schweiß- oder Lötgerät (25) in einem Steuer-/Regelkreis (R) eingebunden ist, in dem eine elektronische Steuereinheit (21) in Abhängigkeit von einer Sollvorgabe einen die Nahtqualität beeinflussenden Parameter des Schweiß- oder Lötgeräts (25) einstellt. Erfindungsgemäß ist die Prozessanordnung ein selbstlernendes System, mit dem ein Anlernprozess auf der Grundlage einer Anlern-Sollvorgabe (zS) durchführbar ist.

Description

Beschreibung
Prozessanordnunq sowie Verfahren zur Herstellung einer Bauteilverbindunq
Die Erfindung betrifft eine Prozessanordnung zur Herstellung einer Bauteilverbindung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Bauteilverbindung nach Anspruch 10.
In der Serienfertigung von Automobilkarosserien sind mittels Industrielaser durchgeführte Schweiß- oder Lötprozesse etabliert, um zum Beispiel eine Mischbauverbindung aus einem Metallgussteil und einem Metallblechteil zu fügen.
Eine gattungsgemäße Prozessanordnung weist ein Schweiß- oder Lötgerät auf, mittels dem Fügepartner über eine als Schweißnaht oder Lötnaht ausgebildete Verbindungsnaht miteinander stoffschlüssig verbindbar sind. Das Schweißoder Lötgerät ist in einem Regelkreis eingebunden, in dem eine elektronische Steuereinheit in Abhängigkeit von einer Sollvorgabe einen die Nahtqualität beeinflussenden Nahtparameter des Schweiß- oder Lötgeräts einstellt. Der Regelkreis weist zum Beispiel einen optischen Sensor zur foto-optischen Erfassung eines Oberflächenprofils der im Schweiß- oder Lötvorgang gebildeten Verbindungsnaht auf. Dieser Sensor erzeugt einen Istwert, der in der elektronischen Steuereinheit mit einer Sollvorgabe verglichen wird. Aus dem Vergleich zwischen Istwert und Sollvorgabe ermittelt die Steuereinheit einen Differenzwert, auf dessen Grundlage die Steuereinheit das Schweiß- oder Lötgerät mit einem Stellwert ansteuert. Mit Hilfe des optischen Sensors erfolgt eine 2D-Erfassung der Verbindungsnaht-Oberfläche, so dass lediglich äußere Qualitätsmerkmale der Verbindungsnaht in die Regelung einfließen.
Aus der DE 10 2015 016 513 B4 ist eine Prozessanordnung mit einem Schweiß- oder Lötgerät bekannt, mit dessen Hilfe eine Bauteilverbindung herstellbar ist, deren Fügepartner über eine Verbindungsnaht miteinander verbunden sind. Das Schweiß- oder Lötgerät ist in einem Regelkreis eingebunden. Der Regelkreis weist für eine Istwert-Erfassung ein Röntgengerät auf, das mittels Durchstrahlung der Fügezone die inneren Qualitätsmerkmale der Verbindungsnaht erfasst und daraus einen Istwert ermittelt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Prozessanordnung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Bauteilverbindung bereitzustellen, die im Vergleich zum Stand der Technik ein verbessertes Schweiß- oder Lötergebnis mit reduziertem Energieaufwand ermöglicht.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 oder 10 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Die Erfindung geht von einer Prozessanordnung mit einem Schweiß- oder Lötgerät zur Herstellung einer Bauteilverbindung aus. In der Bauteilverbindung sind Fügepartner über eine als Schweißnaht oder Lötnaht ausgebildete Verbindungsnaht miteinander verbunden. Das Schweiß- oder Lötgerät ist in einem Steuer-ZRegelkreis eingebunden, in dem eine elektronische Steuereinheit in Abhängigkeit von einer Sollvorgabe einen die Nahtqualität beeinflussenden Parameter des Schweiß- oder Lötgeräts einstellt. Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ist die Prozessanordnung ein selbstlernendes System, mit ein Anlernprozess auf der Grundlage einer Anlern- Sollvorgabe durchführbar ist. Die Prozessanordnung kann hierfür einen Korrekturbaustein aufweisen, mit dem die Anlern-Sollvorgabe während des An lern prozesses in eine Korrektur-Sollvorgabe korrigierbar ist. Ein nach dem Anlernprozess stattfindender Folgeprozess kann daher auf der Grundlage der Korrektur-Sollvorgabe durchgeführt werden. Im Folgeprozess stellt die elektronische Steuereinheit daher nicht mehr in Abhängigkeit von der ursprünglichen Anlern-Sollvorgabe einen Stellwert für das Schweiß- oder Lötgerät ein, sondern vielmehr in Abhängigkeit von der im vorangegangenen Anlernprozess erzeugten Korrektur-Sollvorgabe.
In einer konkreten Umsetzung kann der Korrekturbaustein mit einer Prüfeinheit in Signalverbindung sein. Die Prüfeinheit kann im Anlernprozess eine Qualitätsprüfung der Verbindungsnaht durchführen. Auf der Grundlage des Prüfergebnisses kann der Korrekturbaustein die Korrektur-Sollvorgabe erzeugen. Die Prüfeinheit kann einen Sensor aufweisen, der in der Qualitätsprüfung eine bevorzugt dreidimensionale Erfassung der Verbindungsnaht vornimmt, in der sowohl innere als auch äußere Qualitätsmerkmale der Verbindungsnaht detektierbar sind.
Auf der Grundlage der bevorzugt dreidimensionalen Erfassung erzeugt der Sensor einen Istwert der Verbindungsnaht. Die Prüfeinheit kann zudem einen Vergleicherbaustein aufweisen, der aus einem Vergleich zwischen dem erzeugten Istwert und einem hinterlegten Sollwert einen Differenzwert ermittelt. Der im Vergleicherbaustein ermittelte Differenzwert wird zum Korrekturbaustein geleitet. Dieser generiert auf der Grundlage von sowohl dem Differenzwert als auch der Anlern-Sollvorgabe die Korrektur-Sollvorgabe.
Der Sensor der Prüfeinheit kann bevorzugt eine Radiometrievorrichtung sein. Diese kann aus einer Röntgen- oder Gammastrahlung erzeugenden Strahlungsquelle und aus einem bildgebenden Erfassungsbaustein bestehen. Während des Schweiß- oder Lötprozesses kann die Strahlungsquelle als Durchlichtstrahlungsquelle den Fügebereich durchleuchten. Der bildgebende Erfassungsbaustein kann von diesem durchleuchteten Fügebereich ein Strahlungsintensitätsbild erzeugen. In einem Auswertebaustein der Prüfeinheit kann unter Auswertung des Strahlungsintensitätsbildes der Istwert ermittelt werden, der zur elektronischen Steuereinheit weiterleitbar ist. Bevorzugt kann der Istwert eine Nahttiefe der Verbindungsnaht sein. Alternativ und/oder zusätzlich kann der Istwert ein Versatzmaß zwischen der Verbindungsnaht und dem Fugenverlauf, und/oder ein Materialquerschnitt des Schweiß- oder Lötguts im Fügespalt sein.
Die Prozessanordnung kann einen Datenspeicher aufweisen, in dem die von dem Korrekturbaustein ermittelte Korrektur-Sollvorgabe eingelesen und gespeichert wird. Dadurch ist die Korrektur-Sollvorgabe für den Folgeprozess verfügbar.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante kann in dem Regelkreis ein Sensor eingebunden sein. Der Sensor kann als Istwert ein Oberflächen profil der im Schweiß- oder Lötvorgang gebildeten Verbindungsnaht foto-optisch erfassen. Die elektronische Steuereinheit des Regelkreises kann einen Vergleicherbaustein aufweisen, der einen Differenzwert aus dem Vergleich von Istwert und Anlern-Sollvorgabe/Korrektur-Sollvorgabe ermittelt. Auf der Grundlage dieses Differenzwertes erzeugt sie elektronische Steuereinheit einen Stellwert zur Ansteuerung des Schweiß- oder Lötgeräts.
Der Anlernprozess zur Korrektur der Sollvorgabe kann während einer Schweißoder Lötoperation permanent durchgeführt werden. Alternativ dazu kann der Anlernprozess lediglich zu bestimmten Ereignissen durchführbar sein, etwa nach einem Werkzeugwechsel, zu Beginn einer neuen Schweiß- oder Lötoperation oder nach einen Chargenwechsel bei den Fügepartnern
Das Schweiß- oder Lötgerät kann als ein Lasergerät realisiert sein, das die Fügepartner mittels einer Laserschweißnaht oder einer Laserlötnaht verbindet. Die erzeugte Bauteilverbindung kann eine Mischbauverbindung sein, bei der ein erster Fügepartner ein Metallgussteil ist, während ein zweiter Fügepartner ein Metallblechteil ist.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 bis 3 jeweils unterschiedliche Darstellungen, anhand derer die Prozessanordnung sowie das Verfahren zur Herstellung einer Bauteilverbindung veranschaulicht sind.
In der Figur 1 ist eine fertiggestellte Mischbauverbindung gezeigt, die aus einem Metallgussteil 1 , zum Beispiel aus Metalldruckguss oder speziell aus Aluminiumdruckguss, und einem Metallblechteil 3, etwa ein Aluminium- oder Stahlblechteil, gebildet ist. In der Mischbauverbindung ist das Metallblechteil 3 als ein dünnwandiges Winkelprofil realisiert, das einen Blechteil-Basisabschnitt 5 und einen davon abgewinkelten Blechteil-Flansch 7 aufweist. Das Metallgussteil 1 ist ebenfalls als ein dünnwandiges Winkelprofil realisiert, das einen Metallgussteil-Basisabschnitt 9 und einen Metallgussteil-Flansch 1 1 aufweist. Die Basisabschnitte 5, 9 der beiden Fügepartner 1 , 3 gehen an einer Verbindungsfuge flächenbündig ineinander über, während zwischen den Flanschen 7, 9 der beiden Fügepartner 1 , 3 ein Fügespalt 15 definiert ist, der mit Lötgut 17 gefüllt ist. Das Lötgut 17 bildet eine Verbindungsnaht 19, die sich über eine Nahtlänge I zwischen dem Metallgussteil 1 und dem Metallblechteil 3 erstreckt.
Die in der Figur 1 gezeigte Mischbauverbindung wird durch einen Laserlötprozess hergestellt, wie er in der Figur 2 oder 3 angedeutet ist. Demnach wird ein von einem Lasergerät 25 erzeugter Laserstrahl 27 entlang der Verbindungsfuge geführt, wo er das Hartlot 29, zum Beispiel ein Kupfer- Silizium-Draht, aufschmilzt. Das aufgeschmolzene Hartlot 29 fließt in den Fügespalt 15, und zwar unter Bildung der Verbindungsnaht 19.
In dem Laserlötprozess ist es von Bedeutung, eine einwandfreie Nahtqualität der Verbindungsnaht 19 ohne Materialüberschuss oder Materialmangel mit möglichst reduziertem Energieaufwand zu erzeugen. Hierzu ist gemäß der Figur 2 eine Prozessanordnung mit einem Regelkreis R sowie mit einer Prüfeinheit 30 und einem Korrekturbaustein 41 bereitgestellt, mit denen der Laserlötprozess durchführbar ist.
Ein Kern der Erfindung besteht darin, dass der Laserlötprozess in zumindest einen Anlernprozess (Figur 2) und einen daran anschließenden Folgeprozess (Figur 3) unterteilt ist. Im Anlernprozess (Figur 2) ist der Regelkreis R durch die Prüfeinheit 30, den Korrekturbaustein 41 und eine Sollvorgabeeinheit 10 erweitert, um eine Anlern-Sollvorgabe Zs der Sollvorgabeeinheit 10 zielgerichtet auf eine Korrektur-Sollvorgabe ZSK ZU optimieren. Der Folgeprozess (Figur 3) findet nicht mehr unter Verwendung der ursprünglichen Anlern-Sollvorgabe Zs, sondern unter Verwendung der bereits optimierten Korrektur-Sollvorgabe ZSK statt, so dass im Folgeprozess (Figur 3) die Prüfeinheit 30, der Korrekturbaustein 41 sowie die Sollvorgabeeinheit 43 weggelassen sind.
Der Regelkreis R besteht im Anlernprozess (Figur 2) aus einer elektronischen Steuereinheit 21 , dem Lötgerät 25, einem optischen Sensor 23 sowie der Sollvorgabeeinheit 10, die die Anlern-Sollvorgabe Zs für den Regelkreis R bereitstellt. Im Signalpfad von der Sollvorgabeeinheit 10 zur elektronischen Steuereinheit 21 ist der Korrekturbaustein 41 sowie ein Datenspeicher 26 zwischengeschaltet. Im Anlernprozess (Figur 2) korrigiert der Korrekturbaustein 41 eine von der Sollvorgabeeinheit 10 ausgelesene Anlern-Sollvorgabe zs in eine Korrektur-Sollvorgabe ZSK. Diese wird in den Datenspeicher 26 eingelesen und dort gespeichert. Im nach dem Anlernprozess stattfindenden Folgeprozess (Figur 3) wird aus dem Datenspeicher 26 - das heißt nicht mehr aus der Sollvorgabeeinheit 10 - eine Korrektur-Sollvorgabe ZSK in Richtung Steuereinheit 21 ausgelesen. Anhand der im Vergleich zur Anlern-Sollvorgabe zs optimierten Korrektur-Sollvorgabe ZSK erzeugt die Steuereinheit 21 im Folgeprozess ein Stellsignal y zur Ansteuerung des Lötgeräts 25. Dadurch wird die Nahtqualität erhöht sowie der hierzu erforderliche Energieaufwand reduziert.
Mit Hilfe der Prüfeinheit 30, der Sollvorgabeeinheit 10 und dem Korrekturbaustein 41 ist ein selbstlernendes System bereitgestellt, das wie folgt arbeitet: Der Anlernprozess (Figur 2) wird auf der Grundlage der in der Sollvorgabeeinheit 10 gespeicherten Anlern-Sollvorgabe zs durchgeführt. Im Laufe des An lern prozesses korrigiert der Korrekturbaustein 41 selbsttätig die Anlern-Sollvorgabe zs zielgerichtet auf die Korrektur-Sollvorgabe ZSK, die in den Datenspeicher 26 einlesbar ist. Die Korrektur-Sollvorgabe ZSK steht dann für den Folgeprozess (Figur 3) zur Verfügung.
Im Anlernprozess wird also mit Hilfe des Korrekturbausteins 41 selbstlernend aus der Anlern-Sollvorgabe zs, die einen Ausgangspunkt bildet, die Korrektur- Sollvorgabe ZSK ermittelt.
Der in der Prüfeinheit 30 verwendete Sensor ist als eine Radiometrievorrichtung ausgebildet. Diese weist gemäß der Figur 2 eine Strahlungsquelle 35, die Röntgen- oder Gammastrahlung erzeugt, und einen bildgebenden Erfassungsbaustein 37 auf. Während des An lern prozesses wird die Strahlungsquelle 35 als eine Durchlichtstrahlungsquelle eingesetzt, die den Fügebereich durchleuchtet. Der bildgebende Erfassungsbaustein 37 erzeugt von dem durchleuchteten Fügebereich ein Strahlungsintensitätsbild. In einem nachgeschalteten Auswertebaustein 39 wird unter Auswertung des Strahlungsintensitätsbilds ein Istwert Z2 ermittelt, der zu einem Vergleicherbaustein 38 der Prüfeinheit weiterleitbar ist. Im Vergleicherbaustein 38 wird ein Differenzwert AZ2 aus einem Vergleich zwischen dem Istwert Z2 und einem Sollwert Z2s ermittelt. Der Differenzwert AZ2 wird zum Korrekturbaustein 41 weitergeleitet. Dieser erzeugt auf der Grundlage des Differenzwerts AZ2 und der Anlern-Sollvorgabe Zs die Korrektur-Sollvorgabe ZSK.
Bezuqszeichenliste
1 , 3 Fügepartner
5 Blechteil-Basisabschnitt
7 Blechteil-Flansch
9 Metallgussteil-Basisabschnitt
10 Sollvorgabeeinheit
11 Metallgussteil-Flansch
15 Fügespalt
17 Lötgut
19 Verbindungsnaht
21 elektronische Steuereinheit
23 foto-optischer Sensor
25 Lötgerät
26 Datenspeicher
27 Laserstrahl
29 Hartlot
30 Prüfeinheit
35 Strahlungsquelle
37 bildgebender Erfassungsbaustein
39 Auswertebaustein
38 Vergleicherbaustein
I Nahtlänge
R Regelkreis

Claims

Patentansprüche
1. Prozessanordnung mit einem Schweiß- oder Lötgerät (25) zur Herstellung einer Bauteilverbindung, bei der Fügepartner (1 , 3) über eine als Schweißnaht oder Lötnaht ausgebildete Verbindungsnaht (19) miteinander verbunden sind, wobei das Schweiß- oder Lötgerät (25) in einem Steuer-ZRegelkreis (R) eingebunden ist, in dem eine elektronische Steuereinheit (21) in Abhängigkeit von einer Sollvorgabe das Schweiß- oder Lötgerät (25) ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessanordnung ein selbstlernendes System ist, mit dem ein Anlernprozess auf der Grundlage einer Anlern-Sollvorgabe (zs) durchführbar ist, und dass die Prozessanordnung einen Korrekturbaustein (41) aufweist, mit dem die Anlern-Sollvorgabe (zs) während des An lern prozesses in eine Korrektur-Sollvorgabe (ZSK) korrigierbar ist, so dass insbesondere ein Folgeprozess auf Grundlage der Korrektur-Sollvorgabe (ZSK) durchführbar ist.
2. Prozessanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturbaustein (41) mit einer Prüfeinheit (30) in Signalverbindung ist, die im Anlernprozess eine Qualitätsprüfung der Verbindungsnaht (19) durchführt, dass auf der Grundlage des Prüfergebnisses der Korrekturbaustein (41) die Korrektur-Sollvorgabe (ZSK) erzeugt, und dass insbesondere in der Qualitätsprüfung ein Sensor eine bevorzugt dreidimensionale Erfassung der Verbindungsnaht (19) vornimmt, in der ein Istwert (Z2) der Verbindungsnaht (19) erfassbar ist, und ein Vergleicherbaustein (38) einen Differenzwert (AZ2) aus einem Vergleich zwischen dem Istwert (Z2) und einem Sollwert (Z2s) ermittelt, und dass der Korrekturbaustein (41 ) auf Grundlage des Differenzwerts (AZ2) die Korrektur-Sollvorgabe (ZSK) ermittelt.
3. Prozessanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor der Prüfeinheit (30) ein Röntgengerät ist, das eine Röntgenprüfung mittels Durchstrahlung der Fügezone durchführt.
4. Prozessanordnung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor eine Radiometrievorrichtung ist, die aus einer, eine Röntgen- oder Gammastrahlung erzeugenden Strahlungsquelle (35) und aus einem bildgebenden Erfassungsbaustein (37) besteht, dass während des Schweiß- oder Lötprozesses die Strahlungsquelle (35) als Durchlichtstrahlungsquelle eingesetzt ist, die den Fügebereich durchleuchtet, dass der bildgebenden Erfassungsbaustein (37) vom durchleuchteten Fügebereich ein Strahlungsintensitätsbild erzeugt, und dass in einem Auswertebaustein (39) unter Auswertung des Strahlungsintensitätsbilds der Istwert (Z2) ermittelbar ist, der zum Vergleicherbaustein (38) der Prüfeinheit (30) weiterleitbar ist.
5. Prozessanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Istwert (Z2) eine Nahttiefe, ein Versatzmaß zwischen der Verbindungsnaht (19) und dem Fugenverlauf, und/oder ein Materialquerschnitt des Schweiß- oder Lötguts (17) im Fügespalt (15) ist.
6. Prozessanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Regel-ZSteuerkreis (R) einen Datenspeicher (26) aufweist, in den die Korrektur-Sollvorgabe (ZSK) einlesbar und speicherbar ist, und dass im Folgeprozess der Schweißoder Lötvorgang auf der Grundlage der Korrektur-Sollvorgabe (ZSK) durchführbar ist.
7. Prozessanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Regelkreis (R) ein Sensor (23) eingebunden ist, der als Istwert (zi) ein Oberflächenprofil der im Schweiß- oder Lötvorgang gebildeten Verbindungsnaht foto-optisch erfasst, dass die elektronische Steuereinheit (21) einen Differenzwert (Azi) aus einem Vergleich von Istwert (zi) mit Anlern- Sollvorgabe/Korrektur-Sollvorgabe ermittelt, und dass die elektronische Steuereinheit (21 ) auf der Grundlage des Differenzwerts (Azi) das Schweiß- oder Lötgerät (25) ansteuert.
8. Prozessanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlernprozess zur Korrektur der Sollvorgabe (zs) während einer Schweiß- oder Lötoperation permanent durchführbar ist, oder alternativ nur zu bestimmten Ereignissen durchführbar ist, etwa nach einem Werkzeugwechsel, zu Beginn einer neuen Schweiß- oder Lötoperation oder einem Chargenwechsel bei den Fügepartnern.
9. Prozessanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schweiß- oder Lötgerät (25) ein Lasergerät ist, das die Fügepartner (1 , 3) mittels einer Laserschweißnaht oder Laserlötnaht (19) verbindet, und/oder dass die Bauteilverbindung eine Mischbauverbindung ist, bei der ein erster Fügepartner (1 ) ein Metallgussteil ist und ein zweiter Fügepartner (3) ein Metallblechteil ist.
10. Verfahren zur Herstellung einer Bauteilverbindung mittels einer Prozessanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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