DE4014251A1 - Verfahren und system zur raupenherstellungsguetekontrolle - Google Patents
Verfahren und system zur raupenherstellungsguetekontrolleInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Erfassung und Steuerung
des Raupenrandwinkels beim Benetzen. Insbesondere betrifft
die Erfindung ein Verfahren und ein System zur Gütekon
trolle einer Raupe unter Verwendung von optischen Pro
fildarstellern.
Wenn ein automatisierter Schweißprozeß ausgeführt wird, ist
der Raupenrandwinkel beim Benetzen ein bedeutsamer Faktor
bei der Bestimmung der Dauerfestigkeit einer Schweißverbin
dung. Wenn der Randwinkel beim Benetzen zu groß ist, wird
die Wahrscheinlichkeit von Ermüdungsrissen gesteigert.
Es sind zwar bereits verschiedene Regelungssysteme bei der
Steuerung von automatisierten Schweißprozessen benutzt wor
den, diese Regelungssysteme wiesen jedoch im allgemeinen
einen oder mehrere Nachteile auf. Beispielsweise sind bei
einigen derartigen Systemen zweidimensionale Videosensoren
benutzt worden, die auf das schmelzflüssige Schweißbad ge
richtet worden sind. Die Kenntnis über das Schweißbad ist
zwar nützlich, sie ist jedoch üblicherweise nicht ausrei
chend, um einige wichtige Merkmale der Raupe zu bestimmen,
die sich nach dem Erstarren des Schweißbades ergibt. Bei
anderen Anordnungen sind Detektoren für Infrarot- oder
sichtbare Strahlung zum Messen von Temperaturen und Tempe
raturgradienten einer neu gelegten Naht benutzt worden, um
die Breite der Schweißnaht oder die Stärke der metallurgi
schen Abschreckung zu bestimmen. Solche Strahlungserfas
sungsprozesse sind bei den Messungen häufig Fehlern ausge
setzt, und zwar wegen Veränderungen in den Oberflächenbe
dingungen, welche die scheinbaren Temperaturgradienten be
trächtlich beeinflussen können.
Die US-PS 47 24 302 vom 9. Februar 1988, die auf die Anmel
derin der vorliegenden Anmeldung zurückgeht und auf die be
züglich weiterer Einzelheiten verwiesen wird, beschreibt
eine Anordnung zur Steuerung von Raupenprozessen wie
Schweißen und Auftragen von Dichtmasse oder Leim. Ein Rege
lungsprozeß wird benutzt, um die Höhe, die Breite und/oder
die Querschnittsfläche der Raupe zufriedenstellend auf
rechtzuerhalten.
Die Stabilisierung der Höhe, der Breite und der Quer
schnittsfläche einer Raupe ist zwar nützlich, dadurch wird
jedoch nicht notwendigerweise der Raupenrandwinkel beim Be
netzen in einem vorgeschriebenen Bereich gehalten. Darüber
hinaus würde die Kenntnis der Höhe, der Breite und der
Querschnittsfläche einer Raupe nicht notwendigerweise er
lauben, daß man den Randwinkel beim Benetzen kennt. Weiter
erfordert die genaue Messung des Raupenrandwinkels beim Be
netzen üblicherweise eine höhere Auflösung als diejenige,
welche durch optische Profildarsteller erzielt wird, welche
die vollständige Breite der Raupe betrachten, wie z. B. die
optischen Profildarsteller, welche in der obigen US-Patent
schrift benutzt werden.
Es ist demgemäß eine Hauptaufgabe der Erfindung, ein neues
und verbessertes Verfahren und System zur Raupenprozeßer
fassung und -steuerung zu schaffen.
Insbesondere soll durch die Erfindung eine Raupenprozeß
steuerung geschaffen werden, welche die Raupenrandwinkel
innerhalb akzeptabler Bereiche hält.
Außerdem soll durch die Erfindung die genaue Erfassung der
Raupenrandwinkel beim Benetzen ermöglicht werden.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe und von weiteren Aufga
ben schafft die Erfindung ein Verfahren, welches das Her
stellen einer Raupe durch Bewegen eines Raupenherstellungs
werkzeuges längs einem oder mehreren Werkstücken beinhal
tet. Die Raupe hat einen ersten und einen zweiten Raupen
randwinkel (Benetzungswinkel), wobei jeder Winkel zwischen einem entsprechen
den Rand der Raupe und einer benachbarten Oberfläche eines
Werkstückes ist. Eine Profilinformation wird erzeugt unter
Verwendung von wenigstens einem ersten optischen Profildar
stellerkopf, der längs der Raupe bewegt wird. Die Profilin
formation repräsentiert das Profil von wenigstens einem
Teil der Raupe hinter dem Raupenherstellungswerkzeug. Rau
penrandwinkeldaten, welche wenigstens den ersten oder den
zweiten Raupenrandwinkel repräsentieren, werden aus der
Profilinformation gewonnen. Die Raupenrandwinkeldaten wer
den mit wenigstens einem Referenzwert verglichen. Ein geän
derter Wert für wenigstens einen Parameter wird in Abhän
gigkeit von den Ergebnissen des Vergleiches berechnet, wo
bei der Parameter ein Parameter ist, der den Raupenrandwin
kel beeinflußt. Der Betrieb des Raupenherstellungswerkzeu
ges wird auf der Basis des geänderten Wertes des Parameters
geändert, um eine Regelung wenigstens des einen Raupenrand
winkels zu realisieren. Vorzugsweise ist das Raupenherstel
lungswerkzeug ein Schweißbrenner, und der wenigstens eine
Parameter wird aus der Gruppe ausgewählt, die aus der
Schweißbrennerspannung, dem Schweißbrennerstrom, der Fahr
geschwindigkeit des Schweißbrenners und, gegebenenfalls,
der Geschwindigkeit des Drahtvorschubs zu dem Schweißbren
ner besteht. Vorzugsweise beinhaltet der Berechnungsschritt
das Berechnen des geänderten Wertes für zwei Parameter,
welche den Raupenrandwinkel beeinflussen, und die geänder
ten Werte der beiden Parameter ändern den Betrieb des Rau
penherstellungswerkzeuges. In einer Ausführungsform sind
die beiden Parameter die Drahtvorschubgeschwindigkeit und
der Schweißbrennerstrom, wohingegen in einer anderen Aus
führungsform die Drahtvorschubgeschwindigkeit und die
Schweißbrennerspannung benutzt werden. Alternativ oder zu
sätzlich ist der wenigstens eine Parameter, der sich geän
dert hat, die Fahrgeschwindigkeit des Schweißbrenners. Die
Raupenrandwinkeldaten repräsentieren den ersten Raupenrand
winkel längs eines ersten Randes der Raupe und des zweiten
Raupenrandwinkels längs eines zweiten Randes der Raupe. Die
Profilinformation ergibt sich aus dem Bewegen des ersten
optischen Profildarstellerkopfes längs des ersten Randes
und aus dem Bewegen eines zweiten optischen Profildarstel
lerkopfes längs des zweiten Randes. Der erste und der
zweite Raupenrandwinkel werden so gesteuert, daß sie posi
tiv und kleiner als ein vorbestimmter Wert sind. Das Ver
fahren kann weiter die Schritte beinhalten, die Position
des ersten optischen Profildarstellerkopfes so zu steuern,
daß der erste Rand in dem Sichtfeld des ersten optischen
Profildarstellerkopfes bleibt, und die Position des zweiten
optischen Profildarstellerkopfes so zu steuern, daß der
zweite Rand in dem Sichtfeld des zweiten optischen Pro
fildarstellers bleibt.
Das System zur Raupenherstellungsgütekontrolle nach der Er
findung beinhaltet ein Raupenherstellungswerkzeug zum Her
stellen einer Raupe auf einem oder mehreren Werkstücken,
wobei die Raupe einen ersten und einen zweiten Randwinkel
beim Benetzen hat, die jeweils zwischen einer entsprechen
den Seite oder einem entsprechenden Rand der Raupe und der
benachbarten Oberfläche der Werkstücke angeordnet sind. Ein
erster optischer Profildarstellerkopf dient zum Erzeugen
einer Profilinformation aus der Raupe hinter dem Raupenher
stellungswerkzeug. Einrichtungen zum Verarbeiten der Profi
linformation und zum Gewinnen von Raupenrandwinkeldaten,
welche wenigstens den ersten oder den zweiten Raupenrand
winkel darstellen, aus der Profilinformation werden be
nutzt. Eine Recheneinrichtung dient zum Vergleichen der
Raupenrandwinkeldaten mit wenigstens einem Referenzwert und
zum Berechnen von geänderten Werten für wenigstens einen
Parameter, welcher den Raupenrandwinkel beeinflußt. Steuer
einrichtungen sprechen auf die Recheneinrichtung an und än
dern den Betrieb des Raupenherstellungswerkzeuges auf der
Basis von geänderten Werten des Parameters und sorgen für
eine Regelung wenigstens eines der Raupenrandwinkel. Ein
zweiter optischer Profildarstellerkopf dient zum Erzeugen
von Profilinformation aus der Raupe hinter dem Raupenher
stellungswerkzeug. Die Verarbeitungseinrichtung gewinnt
Raupenrandwinkeldaten, welche den ersten Raupenrandwinkel
repräsentieren, aus dem ersten optischen Profildarsteller
kopf und unabhängig von dem zweiten optischen Profildar
stellerkopf. Mit anderen Worten, die Raupenrandwinkeldaten,
welche den ersten Raupenrandwinkel repräsentieren, werden
nicht durch das Ausgangssignal des zweiten optischen Pro
fildarstellerkopfes beeinflußt. Auf gleiche Weise gewinnt
die Verarbeitungseinrichtung Raupenrandwinkeldaten, welche
den zweiten Raupenrandwinkel repräsentieren, aus dem zwei
ten optischen Profildarstellerkopf und unabhängig von dem
ersten optischen Profildarstellerkopf.
Das Verfahren nach der Erfindung kann alternativ auch so
beschrieben werden, daß es die Schritte beinhaltet, einen
ersten und einen zweiten optischen Profildarstellerkopf an
einer Raupe auf einem oder mehreren Werkstücken zu bewegen,
wobei die Raupe einen ersten und einen zweiten Randwinkel
beim Benetzen hat, wobei jeder Raupenrandwinkel zwischen
einer entsprechenden Seite oder einem entsprechenden Rand
der Raupe und einer benachbarten Oberfläche an einem der
Werkstücke ist. Der erste optische Profildarstellerkopf hat
ein erstes Sichtfeld, das einen ersten Rand der Raupe um
faßt, und der zweite optische Profildarstellerkopf hat ein
zweites Sichtfeld, das einen zweiten Rand der Raupe umfaßt.
Profilinformation wird aus Signalen aus dem ersten und dem
zweiten optischen Profildarstellerkopf erzeugt, und Raupen
randwinkeldaten, welche den ersten und den zweiten Raupen
randwinkel repräsentieren, werden aus der Profilinformation
gewonnen. Raupenrandwinkeldaten, welche den ersten Raupen
randwinkel repräsentieren, werden aus dem Betrieb des er
sten optischen Profildarstellerkopfes unabhängig von dem
Betrieb des zweiten optischen Profildarstellerkopfes gewon
nen. Raupenrandwinkeldaten, welche den zweiten Raupenrand
winkel repräsentieren, werden aus dem Betrieb des zweiten
optischen Profildarstellerkopfes unabhängig von dem Betrieb
des ersten optischen Profildarstellerkopfes gewonnen. Der
erste Rand ist nicht innerhalb des zweiten Sichtfeldes, und
der zweite Rand ist nicht innerhalb des ersten Sichtfeldes.
Die Raupe kann hergestellt werden, indem ein Raupenherstel
lungswerkzeug längs des Werkstückes bewegt wird, ein geän
derter Wert für den wenigstens einen Parameter berechnet
wird und der Betrieb des Raupenherstellungswerkzeuges auf
der Basis des geänderten Wertes geändert wird, um eine Re
gelung sowohl des ersten als auch des zweiten Raupenrand
winkels zu realisieren.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden un
ter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es
zeigt
Fig. 1 eine Endansicht einer Raupe, die einen hohen
Raupenrandwinkel hat,
Fig. 2 eine Endansicht einer Raupe wie die nach Fig.
1, nachdem einige Teile durch Schleifen ent
fernt worden sind,
Fig. 3 eine Raupe wie die nach Fig. 1, wobei Teile
durch vollständigeres Schleifen als in dem Fall
von Fig. 2 entfernt worden sind,
Fig. 4 ein Diagramm einer Beziehung zwischen dem Rau
penrandwinkel und der Dauerfestigkeit für
Schweißverbindungen,
Fig. 5 eine vereinfachte Seitenansicht einer Ausfüh
rungsform der Erfindung,
Fig. 6 in Draufsicht eine Raupe, die erfindungsgemäß
auf zwei Werkstücke gelegt wird,
Fig. 7 eine Querschnittvorderansicht der Raupe und der
Werkstücke nach Fig. 6 zusammen mit zwei opti
schen Profildarstellerköpfen gemäß der Erfin
dung,
Fig. 8 eine Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 7,
Fig. 9 ein Schema, welches zeigt, wie die Sichtfelder
der beiden Profildarstellerköpfe nach Fig. 7 in
Beziehung zu der Raupe stehen,
Fig. 10 eine zusammengesetzte Ansicht von den beiden
Profildarstellerköpfen nach Fig. 7 aus,
Fig. 11 das Regelungssystem nach der Erfindung,
Fig. 12 ein vereinfachtes Flußdiagramm, welches den Be
trieb eines Teils von Fig. 11 veranschaulicht,
Fig. 13 ein vereinfachtes Flußdiagramm, welches eine
Unterroutine veranschaulicht, die in Verbindung
mit Fig. 12 benutzt werden kann, und
Fig. 14 einen Querschnitt einer mehrlagigen Schweißver
bindung, bei der die Erfindung benutzt werden
könnte.
Die Probleme, die mit einem großen Raupenrandwinkel beim
Benetzen verbunden sind, sind in Fig. 1 dargestellt. Ein
Werkstück 10 wird mit dem Werkstück 12 verschweißt, wobei
die Schweißraupe 14 zwischen ihnen angeordnet ist. An dem
ersten Rand oder der ersten Seite 14 F der Raupe 14 wird ein
Winkel A gebildet. Ein ähnlicher Winkel (der nicht geson
dert bezeichnet ist) wird längs des zweiten Randes oder der
zweiten Seite 14S der Raupe 14 gebildet. Wenn der Winkel A
auf jeder Seite der Raupe 14 zu groß ist, ist es wahr
scheinlicher, daß sich ein Ermüdungsriß 16 als Ergebnis der
Schweißnahtverstärkung oder -überhöhung, wie in Fig. 1 ge
zeigt ist, bildet. Um zu versuchen, Ermüdungsrisse wie den
Riß 16 zu minimieren, kann die Raupe 14 durch Schleifen be
handelt werden, um einen Teil 14 R abzutragen, der in Fig. 2
gestrichelt dargestellt ist. Das Abtragen des Teils 14 R
verringert zwar die Schweißnahtüberhöhung, der tatsächliche
Winkel A bleibt jedoch in Fig. 2 derselbe wie in Fig. 1.
Das Abschleifen des Teils 14 R war nicht in der Lage, den
Winkel zu ändern, und dürfte kaum geeignet sein, die Dauer
festigkeit der Verbindung zu verbessern.
In Fig. 3 ist die Raupe 14 nach Fig. 1 (vor der Ausbildung
des Risses 16) geeignet behandelt worden, indem ein Teil
14RS von der Raupe 14 abgetragen worden ist. Das hat zur
Folge, daß die Raupe 14 gleichmäßiger in die Werkstücke 10
und 12 übergeht und der Winkel A (der in Fig. 3 nicht ge
sondert bezeichnet ist) stark verkleinert wird. Durch Ver
kleinern der Winkel an den Rändern oder Seiten der Raupe 14
auf sehr kleine positive Werte kann man die Wahrscheinlich
keit der Ausbildung von Rissen wie des Risses 16 verrin
gern. (Andere strukturelle Probleme können sich ergeben,
wenn der Winkel negativ wird, was einem nicht ausreichenden
Materialzusatz zu der Schweißverbindung entspricht.) In
Abhängigkeit von der Verwendung der Werkstücke 10 und 12
könnte es auch notwendig sein, die Unterseite der Raupe 14
abzuschleifen, damit diese in die unteren Oberflächen der
Werkstücke 10 und 12 gleichmäßiger übergeht.
Gemäß der Darstellung in Fig. 2 konnte der Versuch des Kor
rigierens der Raupe 14 nach Fig. 1 keinen Erfolg haben,
weil er den Schweißraupenrandwinkel nicht ändern konnte.
Der Schleifvorgang, der zu dem Abtragungsmuster geführt
hat, welches in Fig. 3 dargestellt ist, ist zwar etwas er
folgreicher, es ist jedoch nachteilig, einen Schleifvorgang
ausführen zu müssen.
Fig. 4 zeigt eine Beziehung zwischen der Dauerfestigkeit
und dem Randwinkel beim Benetzen. Die Dauerfestigkeit auf
der vertikalen Achse in Fig. 4 repräsentiert die obere
Spannung von 2×166 Arbeitsspielen, wohingegen die Kurven
18 F und 18 S Approximationen für einfache Bleche mit abwech
selnden Behandlungen und auf der Basis der dargestellten
empirischen Datenpunkte darstellen.
Eine Vorrichtung 20 nach der Erfindung ist in Fig. 5 ge
zeigt. Die Vorrichtung 20 wird benutzt, um eine Schweiß
raupe 22 zum Verbinden eines Werkstückes 24 mit einem be
nachbarten Werkstück herzustellen, das in der Ansicht in
Fig. 5 hinter dem Werkstück 24 angeordnet ist. Die Vorrich
tung 20 sorgt vorteilhafterweise für eine derartige Rege
lung der Raupe 22, daß die Raupenrandwinkel beim Benetzen
innerhalb eines bestimmten Bereiches gehalten werden. Ein
Roboterarm 26 bewegt einen Schweißbrenner 28 längs einer
Naht zwischen dem Werkstück 24 und dem benachbarten, in
Fig. 5 nicht sichtbaren Werkstück, so daß ein schmelzflüs
siges Schweißbad 30 gebildet wird, das zu der Schweißraupe
22 erhärtet. Der Schweißbrenner 28 ist an einem Teil 32
montiert, das an dem Arm 26 befestigt ist. Ein Halter 34
hält einen Nahtfolgeprofildarstellerkopf 36 relativ zu dem
Schweißbrenner 28 fest. Der Nahtfolgeprofildarstellerkopf
36 kann benutzt werden, um sicherzustellen, daß der
Schweißbrenner 28 der Naht auf eine Weise folgt, die nicht
im einzelnen beschrieben zu werden braucht, weil dieses
Merkmal kein zentrales Merkmal der Erfindung ist. Das Teil
32 und der Halter 34 können sich um eine mittige vertikale
Achse des Teils 32 relativ zu dem Roboterarm 26 drehen. Es
sei jedoch beachtet, daß die Erfindung auch ohne die Ver
wendung eines Nahtfolgeprofildarstellers realisiert werden
kann, wenn der Schweißbrenner 28 oder ein anderes Raupen
herstellungswerkzeug einem vorgeschriebenen Weg folgen
soll, der ausreichend bestimmt ist, so daß keine Notwendig
keit für eine Echtzeiteinstellung des Weges besteht.
Die optischen Profildarstellerköpfe 38 und 40 sind, wie es
auf vereinfachte Weise dargestellt ist, an dem Teil 32 mit
tels Haltern 42 und 44 schwenkbar befestigt. Die Köpfe 38
und 40 werden durch eine in Blockform dargestellte Positi
onsregeleinrichtung 46 unabhängig gesteuert. Die Positions
regeleinrichtung 46, die zwei identische Schaltungen auf
weisen kann, eine zur Steuerung des Kopfes 38 und eine zur
Steuerung des Kopfes 40, wird benutzt, um zu gewährleisten,
daß das Sichtfeld jedes Profildarstellers 38, 40 einen ent
sprechenden Rand der Raupe 22 enthält.
Die Anordnung nach Fig. 5 zeigt die Köpfe 38 und 40 in
Längsrichtung (d. h. in Richtung der Raupe) in gegenseitigem
Abstand. Wenn die Köpfe in Längsrichtung gegenseitigen Ab
stand haben, kann die Sicht von einem Kopf aus durch ver
schiedene bekannte elektrische Verzögerungselemente (nicht
dargestellt) geeignet verzögert werden, so daß die beiden
Sichtfelder, die zur Verarbeitung benutzt werden, in der
selben Längsposition sind, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Es
gibt also eine Versetzung in Längsrichtung zwischen den
Sichtfeldern 38 V und 40 V, zumindest wenn die Sichtfelddaten
zur Regelung für die Raupenrandwinkel auf im folgenden aus
führlicher beschriebene Weise benutzt werden.
Der Nahtfolgeprofildarsteller 36 und, noch wichtiger für
die Erfindung, die Profildarstellerköpfe 38 und 40, welche
den entsprechenden Rändern der Raupe 22 folgen, sind opti
sche Profildarsteller, welche die Form haben sollten, die
in der US-PS 46 45 917 beschrieben ist, welche ebenfalls
auf die Anmelderin zurückgeht und auf die bezüglich weite
rer Einzelheiten verwiesen wird. Alternativ könnten die op
tischen Profildarsteller nach Fig. 5 auch die Form haben,
die in der US-PS 46 34 879 beschrieben ist, welche eben
falls auf die Anmelderin zurückgeht und auf die bezüglich
weiterer Einzelheiten ebenfalls verwiesen wird. Durch die
Verwendung eines optischen Profildarstellers, welcher einen
Teil der Raupe gemäß deren Höhe (d. h. dem Abstand zwischen
dem Werkstück und der oberen Oberfläche der Raupe 22) ab
bildet, kann ein ziemlich genaues Bild der Topografie der
Raupe erzielt werden. Die Positionsregeleinrichtung 46 kann
diese Information benutzen, um die Ränder der Raupe 22 zu
erfassen und nicht dargestellte Servomotoren zu steuern,
welche die Arme 42 und 44 so drehen, daß die Köpfe 38 und
40 auf die entsprechenden Ränder der Raupe 22 fokussiert
bleiben.
Gemäß der Darstellung in der Ansicht nach Fig. 6 folgen die
Sichtfelder 38 V und 40 V, welche den Köpfen 38 bzw. 40 ent
sprechen, dem ersten und dem zweiten Rand oder der ersten
und der zweiten Seite 22 F bzw. 22 S der Raupe 22. Als Alter
native zu der Positionsregeleinrichtung 46 der Köpfe 38 und
40 könnten statt dessen auch die Sichtfelder 38 V und 40 V
ausreichend breit gehalten werden, um sicherzustellen, daß
die Ränder 22 F und 22 S in den entsprechenden Sichtfeldern
38 V und 40 V bleiben. Vorausgesetzt, daß die Breite der
Raupe 22 ausreichend stabil ist, und in Abhängigkeit von
der Breite des Sichtfeldes 38 V und 40 V könnten die Köpfe 38
und 40 an einem gemeinsamen Gehäuse (nicht dargestellt) mit
der Positionsregeleinrichtung 46 befestigt sein, um der
Raupe so zu folgen, daß die separaten Sichtfelder 38 V und
40 V immer den entsprechenden Raupenrand 22 F und 22 S enthal
ten. Die Sichtfelder 38 V und 40 V enthalten Sichtstreifen
38 S bzw. 40 S, die gemeinsam dem Sichtstreifen 58 in Fig. 2
der oben erwähnten US-PS 46 45 917 entsprechen.
Die Profildarstellerköpfe 38 und 40 werden unter Bezugnahme
auf die Fig. 7 und 8 erläutert, wobei in Fig. 8 der Aufbau
jedes Kopfes am Beispiel des Kopfes 38 gezeigt ist. Der
Kopf 38, der schematisch dargestellt ist, enthält ein Ob
jektiv 50 zum Empfangen von Licht aus einem Lichtleitfaser
bündel 52 und zum Leiten des Lichtes auf einen Spiegel 54,
so daß es als Strahl 56 reflektiert wird, der auf eine
Seite der Raupe 22 fällt. Der Strahl 56, der in der X- und
in der Y-Richtung mittels eines X-Ablenkers (nicht darge
stellt) und eines Y-Ablenkspiegels (nicht dargestellt) ge
mäß der vorerwähnten US-PS 46 45 917 abgelenkt werden kann,
verursacht einen reflektierten Strahl 58, der durch ein
Filter 60 zu einer Linse 62 und in ein Lichtleitfaserbündel
64 gelangt.
Die Strahlen 56 aus jedem Kopf 38 und 40 sollten sich in
geringem Abstand hinter der Rückseite des Schmelzbades 30
befinden, wie es in Fig. 8 für den Strahl 56 aus dem Kopf
38 gezeigt ist. Hitze und Spritzer halten davon ab, die
Köpfe 38 und 40 zu nahe bei der Rückseite des Schmelzbades
30 zu plazieren. Abschirmungen (nicht dargestellt) könnten
benutzt werden, um die Köpfe 38 und 40 zu schützen.
Eine Profildarstellschaltung 66 kann benutzt werden, um den
Strahl 56 zu erzeugen und eine Profilinformation aus dem
Strahl 58 auf die in der erwähnten US-PS 46 45 917 näher
beschriebenen Weise zu bestimmen. Bei Bedarf können die ko
härenten Lichtleitfaserbündel 52 und 64 in kohärente Licht
leitfaserbündel 68 bzw. 70 übergehen, welche mit dem Kopf
40 (in Fig. 8 nicht sichtbar) verbunden sind und in der
Funktion den Bündeln 52 und 64 entsprechen. Durch Vereini
gen der Übertragungsbündel 52 und 68 mit den Bündeln 64
bzw. 70 kann man eine einzige Profilschaltungsanordnung 66
benutzen, um Licht mit den beiden Köpfen 38 und 40 abzulen
ken und zu empfangen. Tatsächlich benutzt eine solche
"geteilte optische" Anordnung den Kopf 38 für eine Hälfte
der Zeit und den Kopf 40 für die andere Hälfte der Zeit.
Die Vereinigung der Bündel 52 und 68 sowie die Vereinigung
der Bündel 64 und 70 ist zwar einfach in Form von zwei mit
einander verbundenen Bündeln gezeigt, statt dessen könnten
jedoch verschiedene optische Verbinder benutzt werden, so
daß die Profilschaltungsanordnung 66 einen Laserstrahl dem
gesamten Übertragungsbündel 72 zuführt und reflektierte En
ergie aus dem gesamten Empfangsbündel 74 empfängt, wobei
der Profildarsteller die Bündel 68 und 70 für eine Hälfte
der Zeit entsprechend dem Sichtfeld 40 V in Fig. 6 und die
Bündel 52 und 64 für die andere Hälfte der Zeit entspre
chend dem Sichtfeld 38 V in Fig. 6 benutzt.
Die "geteilte optische" Anordnung nach Fig. 8 ist zur Re
alisierung der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich,
denn die Köpfe 38 und 40 könnten mit einer separaten Pro
filschaltungsanordnung verbunden sein, welche auf eine
Weise arbeitet, die in der vorerwähnten US-PS 46 45 917,
auf welche bezüglich weiterer Einzelheiten verwiesen wird,
ausführlicher beschrieben ist. Außerdem kann ein einziger
Profildarsteller hoher Auflösung ein Profil der gesamten
Raupe und der angrenzenden Oberfläche liefern, und aus die
ser Information können beide Winkel berechnet werden.
Gemäß der Darstellung in Fig. 9 erzeugt die Profilschal
tungsanordnung 66 ein geteiltes Bild entsprechend den Pro
filen innerhalb von Blöcken 76 und 78. Dieses geteilte Bild
enthält den ersten und den zweiten Rand 22 F bzw. 22 S der
Raupe 22, braucht aber nicht den Mittelpunkt der Raupe 22
zu enthalten. Demgemäß können die Objektive 50 und 62, wenn
vorübergehend nochmal auf Fig. 8 Bezug genommen wird, und
die entsprechenden Objektive für den anderen Kopf für eine
hohe Auflösung sorgen, wie sie zum genauen Bestimmen des
Raupenrandwinkels an den Rändern 22 F und 22 S erwünscht ist.
Gemäß der Darstellung in Fig. 10 erzeugt die Vereinigung
der Profilinformation die innerhalb eines Blockes 80 ge
zeigte Information. Das führt zum Konzentrieren der Profi
linformation an denjenigen Teilen (d. h. den Rändern oder
Seiten) der Raupe 22, wo die Information am meisten benö
tigt wird.
In Fig. 11 ist die Verwendung der Profilinformation ent
sprechend dem Block 80 als Teil eines Regelkreises zum Sta
bilisieren der Winkel A 1 und A 2, welche innerhalb eines
Blockes 82 angegeben sind, der einer Verarbeitungseinrich
tung entspricht, dargestellt. Die Verarbeitungseinrichtung
oder der Prozessor 82, der ein Mikroprozessor oder ein an
deres bekanntes Bauteil sein kann, kann einen bekannten
Prozeß zum Bestimmen des Winkels aus der Profil- oder
topografischen Information benutzen. Die gewonnenen
Raupenrandwinkeldaten A 1 und A 2 können einem Drucker 84 so
wie einer Recheneinheit 86 zugeführt werden. Es sei beach
tet, daß die Raupenrandwinkeldaten A 1 von der aus dem
Profildarstellerkopf 40 gewonnenen Information unabhängig
sind, wogegen die Winkeldaten A 2 von der aus dem Profildar
stellerkopf 38 gewonnenen Information unabhängig sind.
Die Recheneinheit 86, die ein Teil desselben Mikroprozes
sors sein könnte, welcher zum Realisieren des Bildprozes
sors 82 benutzt wird, oder davon separat sein könnte, be
nutzt die Randwinkeldaten A 1 und A 2 zum Berechnen der Werte
für einen oder mehrere Schweißparameter. Die Recheneinheit
86 berechnet Werte von Schweißparametern wie dem Schweiß
brennerstrom I (zum MIG- oder Metallinertgasschweißen), der
Schweißbrennerspannung V (zum TIG- oder Wolframinertgas
schweißen), der Fahrgeschwindigkeit S des Schweißbrenners
28 längs der Naht und/oder der Drahtvorschubgeschwindigkeit
W für diejenigen Schweißbrenner, die einen Drahtvorschub
haben. (Die Erfindung könnte selbstverständlich beim Auto
genschweißen benutzt werden.)
Der Prozeß, den die Recheneinheit 86 benutzt, um geänderte
Werte für einen oder mehrere Schweißparameter zu erzeugen,
ist weiter unten ausführlicher erläutert. Allgemein jedoch
berechnet die Recheneinheit 86 einen geänderten Wert für
einen oder mehrere der Parameter und führt den geänderten
Wert einer Robotersteuerung 88 zu, die eine Geschwindig
keitsänderung eines Roboters 90 bewirken kann, wenn eine
solche Geschwindigkeitsänderung angezeigt wird. Alternativ
und/oder zusätzlich kann die Robotersteuerung 88 eine Ände
rung in der Vorschubgeschwindigkeit des Drahtvorschubs 92
und/oder eine Änderung in der Schweißbrennerstromversorgung
94 (Spannung oder Strom, je nach dem benutzten Typ des
Schweißbrenners 28) bewirken. In jedem Fall ist die Rechen
einheit 86 Teil einer Regelschleife zum Stabilisieren der
Winkel A 1 und A 2 auf relativ niedrigen positiven Werten.
Fig. 12 zeigt ein Flußdiagramm, das einen Prozeß veran
schaulicht, der durch die Recheneinheit 86 nach Fig. 11
ausgeführt werden kann. Der Start 100 führt zu dem Fest
stellen der Raupenrandwinkel in einem Block 102 entspre
chend der Recheneinheit 86, welche die Raupenrandwinkel aus
dem Prozessor 82 (in Fig. 11) empfängt. Der Block 102 in
Fig. 12 führt zu einem Entscheidungsblock 104, der die Win
kel A1 und A2 jeweils testet, um festzustellen, ob beide
Winkel innerhalb eines besonderen Bereiches zwischen einem
Minimum MIN und einem Maximum MAX sind. Wenn der Block 104
feststellt, daß einer der Winkel außerhalb des zulässigen
Bereiches ist, führt der Block 104 zu einem Block 106 ent
sprechend einem Alarmzustand, welcher anzeigt, daß die
Schweißverbindung unakzeptabel ist, und zu einem Stop 108.
Wenn der Entscheidungsblock 104 anzeigt, daß die Winkel in
nerhalb des relativ großen Bereiches sind, der den Minimal-
und Maximalwerten entspricht, kann ein Block 110 feststel
len, ob die Winkel innerhalb eines kleineren Bereiches
sind, der einem bevorzugten Minimum PMIN und einem bevor
zugten Maximum PMAX entspricht. zum Beispiel könnte der Be
reich des Blockes 104 zwischen 0° und 15° sein, wogegen der
Bereich des Blockes 110 zwischen 1- und 3- sein könnte.
Wenn der Entscheidungsblock 110 feststellt, daß die beiden
Winkel innerhalb des kleineren bevorzugten Bereiches sind,
führt das in jedem Fall zu einem Block 112, der die
Schweißparameter auf ihren früheren Werten hält und zu dem
Block 102 zurückführt. Der Block 110 ist fakultativ, und
die Ja-Antwort auf den Entscheidungsblock 104 könnte statt
dessen direkt zu einem Block 114 führen, der dazu dient,
die Randwinkel beim Benetzen zu justieren.
Ungeachtet dessen, ob in dem Block 114 direkt von einer Ja-
Antwort auf den Block 104 aus oder im Anschluß an eine
Nein-Antwort auf den Block 110 aus eingetreten wird, wird
der Block 114 benutzt, um geänderte Werte für einen oder
mehrere der Schweißparameter zu berechnen und die Randwin
kel so einzustellen, daß sie näher zu einem Sollwert oder
näher zu Sollwerten gebracht werden.
Der Block 114 kann durch die Unterroutine nach Fig. 13 re
alisiert werden. Der Startblock 116 führt zu einem Block
118, der Fehlersignale (A 1 E und A 2 E) als die Differenz zwi
schen dem betreffenden Randwinkel und einem nominellen oder
bevorzugten Winkel ANOM definiert. Darüber hinaus definiert
der Block 118 einen mittleren Abweichungswinkel ADEV, wel
cher gleich der Summe der Fehlersignale dividiert durch das
Zweifache des nominellen Wertes ist. Der Block 118 führt zu
einem Block 120, der feststellt, ob die Fehlersignale beide
dasselbe Vorzeichen haben. Mit anderen Worten, er stellt
fest, ob beide Randwinkel von dem nominellen Wert in der
selben Richtung abweichen (ob beide Randwinkel über dem no
minellen Wert sind oder ob beide Randwinkel unter dem no
minellen Wert sind). Wenn die Antwort Ja lautet, führt der
Block 120 zu einem Block 122. Der Block 122 wird benutzt,
um neue oder geänderte Werte für die Schweißparameter ent
sprechend dem Strom I und der Drahtvorschubgeschwindigkeit
W zu berechnen, wobei aber klar ist, daß ein anderer oder
mehrere andere Schweißparameter benutzt werden könnten. Der
Block 122 definiert einen neuen Stromwert INEU, der gleich
dem vorherigen Wert für den Strom I, geändert durch eine
Konstante KIA, multipliziert mit der mittleren Abweichung
ADEV ist. Die Konstante KIA würde durch empirische Ergeb
nisse bestimmt werden. Zum Beispiel, wenn empirische Tests
gezeigt haben, daß eine 1°-Änderung in den Randwinkeln er
zielt werden kann, indem der Strom um 5% geändert wird,
würde die Größe von KIA 0,05 sein, so daß eine mittlere Ab
weichung von 1° eine Zunahme oder eine Abnahme von 5% zwi
schen INEU und dem vorherigen Wert des Stroms I hervorrufen
würde. Auf ähnliche Weise wird der Block 122 einen neuen
Wert WNEU für den Drahtvorschub definieren, der gleich dem
vorherigen Wert W des Drahtvorschubs erhöht oder
vermindert um ein Ausmaß, das von dem Produkt der mittleren
Abweichung und einer Konstanten KWA abhängig ist, die auf
ähnliche Weise wie bei der Berechnung von KIA bestimmt
wird, ist. Die Werte für KIA und KWA würden wahrscheinlich
negativ sein, da ein zu großer Winkel reduziert werden
würde, indem die Drahtvorschubgeschwindigkeit W und die
Spannung V verringert werden. Es ist klar, daß die Werte
KIA und KWA in ausgeklügelteren Fällen in Abhängigkeit von
dem vorherigen Wert des Stroms oder des Drahtvorschubs va
riabel sein könnten. Mit anderen Worten, in einem ausgeklü
gelteren Fall könnte die Tatsache kompensiert werden, daß
eine Stromzunahme um 5% an einer Stelle der Stromkurve den
Winkel in einem bestimmten Ausmaß ändern könnte, wogegen
eine Stromzunahme um 5% an einer anderen Stelle der Strom
kurve den Winkel in einem anderen Ausmaß ändern könnte.
Wenn der Block 120 feststellt, daß die Fehlersignale entge
gengesetzte Polaritäten haben, bedeutet das, daß einer der
Raupenrandwinkel oberhalb des nominellen Wertes und der an
dere Raupenrandwinkel unterhalb des nominellen Wertes ist.
Das könnte, obgleich es nicht dargestellt ist, auf einfache
Weise dadurch gehandhabt werden, daß die Nein-Antwort auf
den Block 120 zur Rückkehr zu dem Block 124 führt, der zu
dem Block 102 von Fig. 12 zurückführen würde. Die in Fig.
13 dargestellte Lösung läßt die negative Antwort auf den
Entscheidungsblock 120 zu dem Block 126 führen, in welchem
eine andere Prozedur benutzt wird, um INEU und WNEU so zu
berechnen, daß die Summe der Quadrate des Fehlersignals
minimiert wird. Verschiedene bekannte Minimierungsprozedu
ren könnten benutzt werden, nachdem Daten erzeugt worden
sind, welche die Beziehung zwischen dem Strom, der Draht
vorschubgeschwindigkeit und den Raupenrandwinkeln angeben.
Es ist zwar nicht dargestellt, ein separater Testblock
könnte jedoch einen Alarmzustand signalisieren, wenn die
Winkel A 1 und A 2 um mehr als ein bestimmtes Ausmaß abwei
chen.
Der Block 126 ist mit dem Ausgang des Blocks 122 verbunden
und führt zu einem Block 128, der feststellt, ob die Werte
INEU und WNEU innerhalb von akzeptablen Bereichen sind. Zum
Beispiel, ist der Strom für den Betrieb der Stromversorgung
zu hoch? Wenn angenommen wird, daß die Parameter innerhalb
von akzeptablen Bereichen sind, führt der Block 128 zu ei
nem Block 130, der den Strom I durch INEU und die Drahtvor
schubgeschwindigkeit W durch WNEU ersetzt. Der Block 130
führt dann zu einem Block 132, der die neuen Parameter an
die Robotersteuerung abgibt (vgl. den Block 88 in Fig. 11).
Wenn der Block 128 feststellt, daß die neuen Werte für den
Strom und die Drahtvorschubgeschwindigkeit außerhalb eines
akzeptablen Bereiches sind, könnten die Werte einfach um
ein kleineres Ausmaß geändert werden. Fig. 13 zeigt jedoch
eine Anordnung, durch die eine negative Antwort auf den
Entscheidungsblock 128 zu einem Block 134 führt, der die
Geschwindigkeit auf der Basis eines Koeffizienten ändert,
welcher eine Beziehung zwischen einer Geschwindigkeitsände
rung und einer resultierenden Änderung der Raupenrandwinkel
angibt. Der Koeffizient KSA des Blockes 134 wird auf ähnli
che Weise wie der Koeffizient KIA im Block 122 bestimmt.
Der Block 134 zeigt einfach eine Änderung in der Geschwin
digkeit S des Roboters, er könnte aber statt dessen auf
ähnliche Weise wie der Entscheidungsblock 128 feststellen,
ob die neue Geschwindigkeit akzeptabel ist. Allgemein kann
eine einfachere Anordnung benutzt werden, wenn die Ge
schwindigkeit nicht benutzt wird, um den Raupenrandwinkel
zu steuern. Die Herstellungsgeschwindigkeit wird selbstver
ständlich durch eine solche Änderung beeinflußt. Die Ge
schwindigkeit könnte jedoch statt dessen der Schweißparame
ter sein, der zuerst geändert wird, um die richtigen Rau
penrandwinkel mittels Regelung zu erzielen.
Der Block 134 führt zu dem Block 132, der geänderte oder
neue Werte der Parameter an die Robotersteuerung abgibt,
wie es oben dargelegt worden ist. Der Block 132 führt zur
Rückkehr 124, die zu der Linie 136 zurückführt, welche sich
zwischen dem Block 114 und dem Block 102 in Fig. 12 er
streckt.
Die obige Beschreibung konzentriert sich zwar auf die Ver
wendung der Erfindung zum Steuern des Randwinkels einer
Schweißraupe, die Erfindung ist jedoch in weitestem Sinn
auf andere Raupenherstellungswerkzeuge wie eine Dichtmit
tel- oder Klebstoffpistole (nicht dargestellt) anwendbar.
Beispielsweise könnte eine erhitzte Düse an einer Pistole
benutzt werden, und die Erhitzung der Düse könnte als Teil
der Rückführungsschleife zum Steuern des Winkels benutzt
werden, bei dem die Klebstoff- oder Dichtmittelraupe erhär
tet.
Die Erfindung könnte auch in Verbindung mit einer mehrlagi
gen Schweißraupe 136 gemäß Fig. 14 benutzt werden. Die
Raupe 136 an der Verbindungsstelle zwischen den Werkstücken
138 und 140 wird einen Randwinkel haben, für den in Fig. 14
der einfacheren Darstellung halber das Komplement gezeigt
ist. Die Raupenrandwinkel für eine einlagige Schweißverbin
dung sind zwar vorzugsweise kleine positive Werte, wie es
oben erläutert worden ist, die erwünschtesten Werte für den
Randwinkel einer mehrlagigen Raupe könnten jedoch in einen
etwas anderen Bereich fallen.
Bei Bedarf könnte die Steuerung des Raupenrandwinkels in
einer ausgeklügelteren Anordnung benutzt werden, in welcher
verschiedene andere Kennwerte des Schweißsystems geregelt
werden. Zum Beispiel könnte die Rechenheit 86 nach Fig. 11
in Kombination mit oder anstelle der Recheneinheit 34 nach
Fig. 7 der US-PS 47 24 302, auf die bezüglich weiterer Ein
zelheiten verwiesen wird, benutzt werden.
Einige Raupenherstellungswerkzeuge können Randwinkel erzeu
gen, die an den entgegengesetzten Rändern der Raupe im we
sentlichen identisch sind (d. h. A1 effektiv immer gleich
groß A2). Unter diesen Umständen könnte ein einziger Pro
fildarstellerkopf wie der Kopf 38 oder 40 (Fig. 5 oder 7)
benutzt werden, um einen einzelnen Randwinkel abzufühlen
und dabei ausreichend Daten zum wirksamen Steuern von bei
den Randwinkeln zu liefern.
Claims (19)
1. Verfahren, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Herstellen einer Raupe durch Bewegen eines Raupenherstel lungswerkzeuges längs eines Werkstückes oder mehrerer Werk stücke, wobei die Raupe einen ersten und einen zweiten Rau penrandwinkel hat und wobei jeder Raupenrandwinkel zwischen einem entsprechenden Rand der Raupe und einer benachbarten Oberfläche an dem Werkstück oder den Werkstücken ist;
Erzeugen von Profilinformation durch die Verwendung wenig stens eines ersten optischen Profildarstellerkopfes, der längs der Raupe bewegt wird, wobei die Profilinformation das Profil wenigstens eines Teils der Raupe hinter dem Rau penherstellungswerkzeug repräsentiert;
Gewinnen von Raupenrandwinkeldaten, welche wenigstens den ersten oder den zweiten Raupenrandwinkel repräsentieren, aus der Profilinformation;
Vergleichen der Raupenrandwinkeldaten mit wenigstens einem Bezugswert;
Berechnen eines geänderten Wertes für wenigstens einen Pa rameter, welcher wenigstens einen der Raupenrandwinkel be einflußt, wobei der geänderte Wert des wenigstens einen Pa rameters von den Ergebnissen des Vergleiches abhängig ist; und
Ändern des Betriebes des Raupenherstellungswerkzeuges auf der Basis des geänderten Wertes des wenigstens einen Para meters, um eine Regelung wenigstens des ersten oder des zweiten Raupenrandwinkels zu realisieren.
Herstellen einer Raupe durch Bewegen eines Raupenherstel lungswerkzeuges längs eines Werkstückes oder mehrerer Werk stücke, wobei die Raupe einen ersten und einen zweiten Rau penrandwinkel hat und wobei jeder Raupenrandwinkel zwischen einem entsprechenden Rand der Raupe und einer benachbarten Oberfläche an dem Werkstück oder den Werkstücken ist;
Erzeugen von Profilinformation durch die Verwendung wenig stens eines ersten optischen Profildarstellerkopfes, der längs der Raupe bewegt wird, wobei die Profilinformation das Profil wenigstens eines Teils der Raupe hinter dem Rau penherstellungswerkzeug repräsentiert;
Gewinnen von Raupenrandwinkeldaten, welche wenigstens den ersten oder den zweiten Raupenrandwinkel repräsentieren, aus der Profilinformation;
Vergleichen der Raupenrandwinkeldaten mit wenigstens einem Bezugswert;
Berechnen eines geänderten Wertes für wenigstens einen Pa rameter, welcher wenigstens einen der Raupenrandwinkel be einflußt, wobei der geänderte Wert des wenigstens einen Pa rameters von den Ergebnissen des Vergleiches abhängig ist; und
Ändern des Betriebes des Raupenherstellungswerkzeuges auf der Basis des geänderten Wertes des wenigstens einen Para meters, um eine Regelung wenigstens des ersten oder des zweiten Raupenrandwinkels zu realisieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Raupenherstellungswerkzeug ein Schweißbrenner ist und
daß der wenigstens eine Parameter aus der Gruppe ausgewählt
wird, die aus der Schweißbrennerspannung, dem Schweißbren
nerstrom, der Fahrgeschwindigkeit des Schweißbrenners und,
gegebenenfalls, der Geschwindigkeit des Drahtvorschubs zu
dem Schweißbrenner besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Berechnungsschritt beinhaltet, geänderte Werte für zwei
Parameter zu berechnen, welche den wenigstens einen Raupen
randwinkel beeinflussen, daß das Ändern des Betriebes des
Raupenherstellungswerkzeuges auf der Basis von geänderten
Werten der beiden Parameter erfolgt und daß die beiden Pa
rameter eine Drahtvorschubgeschwindigkeit und den Schweiß
brennerstrom beinhalten.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Berechnungsschritt beinhaltet, geänderte Werte für zwei
Parameter zu berechnen, welche den wenigstens einen Raupen
randwinkel beeinflussen, daß das Ändern des Betriebes des
Raupenherstellungswerkzeugs auf der Basis der geänderten
Werte der beiden Parameter erfolgt und daß die beiden Para
meter eine Drahtvorschubgeschwindigkeit und die Schweiß
brennerspannung beinhalten.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der wenigstens eine Parameter die Fahrgeschwindigkeit des
Schweißbrenners ist.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Raupenrandwinkeldaten den ersten Raupenrandwinkel längs
eines ersten Randes der Raupe und den zweiten Raupenrand
winkel längs eines zweiten Randes der Raupe repräsentieren
und daß eine Regelung sowohl des ersten als auch des zwei
ten Raupenrandwinkels durch den Änderungsschritt erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Profilinformation aus dem Bewegen des ersten optischen
Profildarstellerkopfes längs des ersten Randes der Raupe
und dem Bewegen eines zweiten optischen Profildarsteller
kopfes längs des zweiten Randes der Raupe erhalten wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich
net, daß der erste und der zweite Raupenrandwinkel so gere
gelt werden, daß sie positiv und kleiner als ein vorbe
stimmter Wert sind.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Raupenrandwinkeldaten den ersten Raupenrandwinkel längs
eines ersten Randes der Raupe und den zweiten Raupenrand
winkel längs eines zweiten Randes der Raupe repräsentieren
und daß die Profilinformation aus dem Bewegen des ersten
optischen Profildarstellerkopfes längs des ersten Randes
der Raupe und dem Bewegen eines zweiten optischen Pro
fildarstellerkopfes längs des zweiten Randes der Raupe er
halten wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch die
weiteren Schritte: Steuern der Position des ersten opti
schen Profildarstellerkopfes derart, daß der erste Rand in
dem Sichtfeld des ersten optischen Profildarstellerkopfes
bleibt, und Steuern der Position des zweiten optischen Pro
fildarstellerkopfes derart, daß der zweite Rand in dem
Sichtfeld des zweiten optischen Profildarstellers bleibt.
11. System zur Raupenherstellungsgütekontrolle, gekenn
zeichnet durch:
ein Raupenherstellungswerkzeug (28) zum Herstellen einer Raupe (22) auf einem oder mehreren Werkstücken (24, 28), wobei die Raupe (22) einen ersten und einen zweiten Raupen randwinkel (A 1, A 2) hat und wobei jeder Raupenrandwinkel (A 1, A 2) zwischen einem entsprechenden Rand der Raupe (22) und einer benachbarten Oberfläche an dem Werkstück oder den Werkstücken (24, 48) ist;
einen ersten optischen Profildarstellerkopf (38) zum Erzeu gen von Profilinformation (80) aus der Raupe (22) hinter dem Raupenherstellungswerkzeug (28);
eine Einrichtung (82) zum Verarbeiten der Profilinformation (80) und zum Gewinnen von Raupenrandwinkeldaten, welche we nigstens den ersten oder den zweiten Raupenrandwinkel (A 1, A 2) repräsentieren, aus der Profilinformation (80);
eine Recheneinrichtung (86) zum Vergleichen der Raupenrand winkeldaten mit wenigstens einem Referenzwert und zum Be rechnen von geänderten Werten für wenigstens einen Parame ter, der den Raupenrandwinkel (A 1, A 2) beeinflußt; und
eine Steuereinrichtung (88), die auf die Recheneinrichtung (86) anspricht und den Betrieb des Raupenherstellungswerk zeuges (28) auf der Basis der geänderten Werte des wenig stens einen Parameters ändert und wenigstens den ersten oder zweiten Raupenrandwinkel (A 1, A 2) regelt.
ein Raupenherstellungswerkzeug (28) zum Herstellen einer Raupe (22) auf einem oder mehreren Werkstücken (24, 28), wobei die Raupe (22) einen ersten und einen zweiten Raupen randwinkel (A 1, A 2) hat und wobei jeder Raupenrandwinkel (A 1, A 2) zwischen einem entsprechenden Rand der Raupe (22) und einer benachbarten Oberfläche an dem Werkstück oder den Werkstücken (24, 48) ist;
einen ersten optischen Profildarstellerkopf (38) zum Erzeu gen von Profilinformation (80) aus der Raupe (22) hinter dem Raupenherstellungswerkzeug (28);
eine Einrichtung (82) zum Verarbeiten der Profilinformation (80) und zum Gewinnen von Raupenrandwinkeldaten, welche we nigstens den ersten oder den zweiten Raupenrandwinkel (A 1, A 2) repräsentieren, aus der Profilinformation (80);
eine Recheneinrichtung (86) zum Vergleichen der Raupenrand winkeldaten mit wenigstens einem Referenzwert und zum Be rechnen von geänderten Werten für wenigstens einen Parame ter, der den Raupenrandwinkel (A 1, A 2) beeinflußt; und
eine Steuereinrichtung (88), die auf die Recheneinrichtung (86) anspricht und den Betrieb des Raupenherstellungswerk zeuges (28) auf der Basis der geänderten Werte des wenig stens einen Parameters ändert und wenigstens den ersten oder zweiten Raupenrandwinkel (A 1, A 2) regelt.
12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
das Raupenherstellungswerkzeug (28) ein Schweißbrenner ist
und daß der wenigstens eine Parameter aus der Gruppe
Schweißbrennerspannung, Schweißbrennerstrom, Fahrgeschwin
digkeit des Schweißwerkzeuges und, gegebenenfalls, Ge
schwindigkeit des Drahtvorschubs zu dem Schweißbrenner (28)
ausgewählt wird.
13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Recheneinrichtung (86) geänderte Werte für zwei Parame
ter berechnet, welche den Raupenrandwinkel (A 1, A 2) beein
flussen, und den Betrieb des Raupenherstellungswerkzeuges
(28) auf der Basis der geänderten Werte der beiden Parame
ter ändert und daß die beiden Parameter eine Drahtvorschub
geschwindigkeit und den Schweißbrennerstrom beeinhalten.
14. System nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß der wenigstens eine Parameter die Fahrge
schwindigkeit des Schweißbrenners (28) beinhaltet.
15. System nach einem der Ansprüche 11 bis 14, gekennzeich
net durch einen zweiten optischen Profildarstellerkopf (40)
zum Erzeugen von Profilinformation aus der Raupe (22) hin
ter dem Raupenherstellungswerkzeug (28), wobei die Verar
beitungseinrichtung (82) Raupenrandwinkeldaten, welche den
ersten Raupenrandwinkel (A 1) repräsentieren, aus dem Be
trieb des ersten optischen Profildarstellerkopfes (38) und
unabhängig von dem zweiten optischen Profildarstellerkopf
(40) gewinnt und wobei die Verarbeitungseinrichtung (82)
Raupenrandwinkeldaten, welche den zweiten Raupenrandwinkel
(A 2) repräsentieren, aus dem Betrieb des zweiten optischen
Profildarstellerkopfes (40) und unabhängig von dem ersten
optischen Profildarstellerkopf (38) gewinnt.
16. Verfahren, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Bewegen eines ersten und eines zweiten optischen Profildar stellerkopfes benachbart zu einer Raupe auf einem oder meh reren Werkstücken, wobei die Raupe einen ersten und einen zweiten Raupenrandwinkel hat, wobei jeder Raupenrandwinkel zwischen einem entsprechenden Rand der Raupe und einer be nachbarten Oberfläche an dem Werkstück oder den Werkstücken ist, wobei der erste optische Profildarstellerkopf ein er stes Sichtfeld hat, welches einen ersten Rand der Raupe enthält, und wobei der zweite optische Profildarstellerkopf ein zweites Sichtfeld hat, welches einen zweiten Rand der Raupe enthält;
Erzeugen von Profilinformation aus Signalen aus dem ersten und dem zweiten optischen Profildarstellerkopf; und
Gewinnen von Raupenrandwinkeldaten, welche den ersten und den zweiten Raupenrandwinkel repräsentieren, aus der Profi linformation;
wobei der Gewinnungsschritt beinhaltet, Raupenrandwinkelda ten, welche den ersten Raupenrandwinkel repräsentieren, aus dem Betrieb des ersten optischen Profildarstellerkopfes und unabhängig von dem zweiten optischen Profildarstellerkopf zu gewinnen, und wobei der Gewinnungsschritt beinhaltet, Raupenrandwinkeldaten, welche den zweiten Raupenrandwinkel repräsentieren, aus dem Betrieb des zweiten optischen Pro fildarstellerkopfes und unabhängig von dem ersten optischen Profildarstellerkopf zu gewinnen.
Bewegen eines ersten und eines zweiten optischen Profildar stellerkopfes benachbart zu einer Raupe auf einem oder meh reren Werkstücken, wobei die Raupe einen ersten und einen zweiten Raupenrandwinkel hat, wobei jeder Raupenrandwinkel zwischen einem entsprechenden Rand der Raupe und einer be nachbarten Oberfläche an dem Werkstück oder den Werkstücken ist, wobei der erste optische Profildarstellerkopf ein er stes Sichtfeld hat, welches einen ersten Rand der Raupe enthält, und wobei der zweite optische Profildarstellerkopf ein zweites Sichtfeld hat, welches einen zweiten Rand der Raupe enthält;
Erzeugen von Profilinformation aus Signalen aus dem ersten und dem zweiten optischen Profildarstellerkopf; und
Gewinnen von Raupenrandwinkeldaten, welche den ersten und den zweiten Raupenrandwinkel repräsentieren, aus der Profi linformation;
wobei der Gewinnungsschritt beinhaltet, Raupenrandwinkelda ten, welche den ersten Raupenrandwinkel repräsentieren, aus dem Betrieb des ersten optischen Profildarstellerkopfes und unabhängig von dem zweiten optischen Profildarstellerkopf zu gewinnen, und wobei der Gewinnungsschritt beinhaltet, Raupenrandwinkeldaten, welche den zweiten Raupenrandwinkel repräsentieren, aus dem Betrieb des zweiten optischen Pro fildarstellerkopfes und unabhängig von dem ersten optischen Profildarstellerkopf zu gewinnen.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Rand nicht innerhalb des zweiten Sichtfeldes und
der zweite Rand nicht innerhalb des ersten Sichtfeldes ist.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, gekennzeichnet
durch folgende weitere Schritte:
Erzeugen der Raupe durch Bewegen eines Raupenherstellungs werkzeuges längs des Werkstückes oder der Werkstücke;
Berechnen eines geänderten Wertes für wenigstens einen Pa rameter, der wenigstens einen der Raupenrandwinkel beein flußt, wobei der geänderte Wert des wenigstens einen Para meters von den Ergebnissen des Vergleiches abhängig ist; und
Ändern des Betriebes des Raupenherstellungswerkzeuges auf der Basis des geänderten Wertes des wenigstens einen Para meters, um eine Regelung sowohl des ersten als auch des zweiten Raupenrandwinkels zu realisieren.
Erzeugen der Raupe durch Bewegen eines Raupenherstellungs werkzeuges längs des Werkstückes oder der Werkstücke;
Berechnen eines geänderten Wertes für wenigstens einen Pa rameter, der wenigstens einen der Raupenrandwinkel beein flußt, wobei der geänderte Wert des wenigstens einen Para meters von den Ergebnissen des Vergleiches abhängig ist; und
Ändern des Betriebes des Raupenherstellungswerkzeuges auf der Basis des geänderten Wertes des wenigstens einen Para meters, um eine Regelung sowohl des ersten als auch des zweiten Raupenrandwinkels zu realisieren.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß
das Raupenherstellungswerkzeug ein Schweißbrenner ist und
daß der wenigstens eine Parameter aus der Gruppe Schweiß
brennerspannung, Schweißbrennerstrom, Fahrgeschwindigkeit
des Schweißbrenners und, gegebenenfalls, Geschwindigkeit
des Drahtvorschubs zu dem Schweißbrenner ausgewählt wird.
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