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Title:
METHOD AND DEVICE FOR ASSESSING THE QUALITY OF A PROCESSING OPERATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/136331
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a device (1) for assessing the quality of a processing operation, according to which method a workpiece (W) is processed with certain processing parameters (Pi(x)) along a processing trajectory (X), the processing result (R (x)) of the processing operation along the processing trajectory (X) is measured by means of at least one sensor (2) and at least one sensor signal (Sj (x)) is recorded and at least one quality parameter (Qk (x)) is determined on the basis of at least one sensor signal (Sj (x)) and the at least one quality parameter (Qk (x)) is compared with quality parameter threshold values (Qk,o (x), Qk,u (x)) in order to assess the quality of the processing result (R (x)) of the processing operation. According to the invention, any changes made to the processing parameters (ΔΡi(x)) with respect to the target values of the processing parameters (Pi, soll (x)) are automatically taken into consideration during processing, in that, instead of the quality parameter threshold values (Qk,o (x), Qk,u (x)), quality parameter threshold values Q'k,o(x), Q'k,u(x)) adapted to the changes of the processing parameters (ΔΡi(x)) are determined, and the at least one quality parameter (Qk (x)) is compared with the adapted quality parameter threshold values (Q'k,o(x), Q'k,u(x)) to assess the quality of the processing result (R (x)) of the processing operation along the processing trajectory (X).

Inventors:
ENNSBRUNNER HELMUT (AT)
Application Number:
PCT/EP2021/086920
Publication Date:
June 30, 2022
Filing Date:
December 21, 2021
Export Citation:
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Assignee:
FRONIUS INT GMBH (AT)
International Classes:
B23K9/02; B23K9/12; B23K26/24; G05B19/401
Domestic Patent References:
WO2000035622A12000-06-22
Foreign References:
DE102019200482A12020-07-16
US20090173726A12009-07-09
EP3566806A12019-11-13
EP1642366B12019-05-22
DE102019200482A12020-07-16
US20090173726A12009-07-09
Attorney, Agent or Firm:
SONN PATENTANWÄLTE OG (AT)
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Claims:
Patentansprüche :

1. Verfahren zur Qualitätsbeurteilung eines Bearbeitungsprozes- ses, bei dem ein Werkstück (W) mit bestimmten Bearbeitungspara- metern (Pi(x)) entlang einer Bearbeitungsbahn (X) bearbeitet wird, wobei das Bearbeitungsergebnis (R(x)) des Bearbeitungspro- zesses entlang der Bearbeitungsbahn (X) mit zumindest einem Sen- sor (2) vermessen und zumindest ein Sensorsignal (Sj (x)) aufgenommen wird und aus zumindest einem Sensorsignal (Sj (x)) zu- mindest ein Qualitätsparameter (Qk(x)) ermittelt wird und der zu- mindest eine Qualitätsparameter (Qk(x)) zur Beurteilung der Qualität des Bearbeitungsergebnisses (R(x)) des Bearbeitungspro- zesses entlang der Bearbeitungsbahn (X) mit Qualitätsparameter- Grenzwerten (Qk,o(x), Qk,u(x)) verglichen wird, dadurch gekenn- zeichnet, dass bei der Beurteilung der Qualität des Bearbei- tungsprozesses vorgenommene Änderungen der Bearbeitungsparameter (ΔPi(X)) von den Sollwerten der Bearbeitungsparameter (Pi, soll(x)) während der Bearbeitung des Werkstücks (W) entlang der Bearbei- tungsbahn (X) automatisch berücksichtigt werden, indem anstelle der Qualitätsparameter-Grenzwerte (Qk,o(x), Qk,u(x)) an die Ände- rungen der Bearbeitungsparameter (ΔPi(x)) angepasste Qualitätspa- rameter-Grenzwerte (Q'k,o(x), Q'k,u(x)) ermittelt werden, und der zumindest eine Qualitätsparameter (Qk(x)) zur Beurteilung der Qualität des Bearbeitungsergebnisses (R(x)) des Bearbeitungspro- zesses entlang der Bearbeitungsbahn (X) mit den angepassten Qua- litätsparameter-Grenzwerten (Q'k,o(x), Q'k,u(x)) verglichen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgenommenen Änderungen der Bearbeitungsparameter (ΔPi(x)) von den Sollwerten während der Bearbeitung des Werkstücks (W) ent- lang der Bearbeitungsbahn (X) durch Vergleich übermittelter Ist- werte der Bearbeitungsparameter (Pi,ist(x)) und übermittelter Sollwerte der Bearbeitungsparameter (Pi, soll(x)) ermittelt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgenommenen Änderungen der Bearbeitungsparameter (ΔPi(x)) von den Sollwerten der Bearbeitungsparameter (Pi, soll(x)) und/oder übermittelte Istwerte der Bearbeitungsparameter (Pi,ist(x)) und/oder übermittelte Sollwerte der Bearbeitungsparame- ter (Pi, soll(x)) während der Bearbeitung des Werkstücks (W) entlang der Bearbeitungsbahn (X) aufgezeichnet und später zur automati- schen Berücksichtigung bei der Beurteilung der Qualität des Be- arbeitungsprozesses entlang der Bearbeitungsbahn (X) herangezogen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass die an die Änderungen der Bearbeitungsparameter (ΔPi(x)) angepassten Qualitätsparameter-Grenzwerte (Q'k,o(x), Q'k,u(x)) aus gespeicherten Qualitätsparameter-Grenzwerten (Qk,o,g(x), Qk,u,g(x)) für bestimmte Bearbeitungsparameter (Pi(x)) ermittelt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gespeicherten Qualitätsparameter-Grenzwerte (Qk,o,g(x), Qk,u,g(x)) aus Testbearbeitungsprozessen bei bestimmten Bearbeitungsparame- tern (Pi(x)) ermittelt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die an die Änderungen der Bearbeitungsparameter (ΔPi(x)) an- gepassten Qualitätsparameter-Grenzwerte (Q'k,o(x), Q'k,u(x)) durch Interpolation der gespeicherten Qualitätsparameter-Grenzwerte (Qk,o,g(x), Qk,u,g(x)) für bestimmte Bearbeitungsparameter (Pi(x)) ermittelt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn- zeichnet, dass bei der Ermittlung zumindest eines Qualitätspara- meters (Qk(x)) aus zumindest einem Sensorsignal (Sj (x)) die Änderung zumindest eines Bearbeitungsparameters (ΔPi(x)) berück- sichtigt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn- zeichnet, dass bei der Beurteilung der Qualität des Bearbei- tungsprozesses zusätzliche Umgebungsparameter (UPi, UPi(x)), wie zum Beispiel eine Werkstücktemperatur, eine Umgebungstemperatur, eine Luftfeuchtigkeit, oder dgl. berücksichtigt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Bearbeitungsergebnis R(x) entlang der Bear- beitungsbahn (X) mithilfe das Werkstück (W) nicht zerstörender Messmethoden, beispielsweise mit optischen Sensoren (3) als dem zumindest einen Sensor (2), insbesondere Laserscannern, Kameras (4) oder dgl., Röntgensensoren (5), und bzw. oder Temperatursen- soren (6) vermessen und zumindest ein Sensorsignal (Sj (x)) aufge- nommen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Bearbeitungsergebnis R(x) entlang der Bear- beitungsbahn (X) mithilfe das Werkstück (W) zerstörender Messmethoden, beispielsweise durch Anfertigung von Schnitten durch das Werkstück (W) an verschiedenen Stellen entlang der Be- arbeitungsbahn (X) und Anfertigen von Bildern der Oberfläche der Schnitte mit zumindest einem Sensor (2) vermessen und zumindest ein Sensorsignal (Sj (x)) aufgenommen wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Bearbeitungsergebnis R(x) entlang der Bear- beitungsbahn (X) während der Bearbeitung des Werkstücks (W) mit dem zumindest einen Sensor (2) vermessen wird, wobei die Ge- schwindigkeit der Vermessung der Bearbeitungsbahn (X) vorzugs- weise der Bearbeitungsgeschwindigkeit entspricht.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Bearbeitungsergebnis R(x) entlang der Bear- beitungsbahn (X) nach Fertigstellung der Bearbeitung des Werkstücks (W) mit dem zumindest einen Sensor (2) vermessen wird, wobei die Geschwindigkeit der Vermessung der Bearbeitungs- bahn (X) vorzugsweise größer als die Bearbeitungsgeschwindigkeit ist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn- zeichnet, dass bei Überschreiten zumindest eines Qualitätspara- meters (Qk(x)) über einen Qualitätsparameter-Grenzwert (Qk,o(x), Qk,u(x)) oder angepassten Qualitätsparameter-Grenzwert (Q'k,o(x), Q'k/U(x)) eine Warnung ausgegeben wird und bzw. oder das Über- schreiten gespeichert wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn- zeichnet, dass im Falle einer Schweißnaht als Bearbeitungsbahn (X) die Bearbeitungsparameter (Pi(x)) des Schweißprozesses Schweißstrom (I(x)), Schweißspannung (U(x)), Fördergeschwindig- keit (vd(x)) eines Schweißdrahts (7), Anstellwinkel (a (x)) eines Schweißbrenners (8) zum Werkstück (W), Relativposition eines Schweißbrenners (8) zum Werkstück (W) und bzw. oder die Schweiß- geschwindigkeit (vs(x)) berücksichtigt werden.

15. Vorrichtung (1) zur Qualitätsbeurteilung eines Bearbeitungs- prozesses eines Werkstücks (W) mit bestimmten Bearbeitungspara- metern (Pi(x)) entlang einer Bearbeitungsbahn (X), welche zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgebildet ist.

Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Oualitätsbeurteilunq eines Bear- beitungsprozesses

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Qualitätsbeurteilung eines Bearbeitungsprozesses, bei dem ein Werkstück mit bestimm- ten Bearbeitungsparametern entlang einer Bearbeitungsbahn bear- beitet wird, wobei das Bearbeitungsergebnis des Bearbeitungsprozesses entlang der Bearbeitungsbahn mit zumindest einem Sensor vermessen und zumindest ein Sensorsignal aufgenom- men wird und aus zumindest einem Sensorsignal zumindest ein Qua- litätsparameter ermittelt wird und der zumindest eine Qualitätsparameter zur Beurteilung der Qualität des Bearbei- tungsergebnisses des Bearbeitungsprozesses entlang der Bearbei- tungsbahn mit Qualitätsparameter-Grenzwerten verglichen wird.

Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Qualitätsbe- urteilung eines Bearbeitungsprozesses eines Werkstücks mit be- stimmten Bearbeitungsparametern entlang einer Bearbeitungsbahn.

Unter Bearbeitungsprozesse fallen insbesondere Fügeprozesse, wie zum Beispiel Schweiß- oder Lötprozesse, bei welchen Werkstücke miteinander verbunden oder Werkstücke beschichtet werden, aber auch Oberflächenbehandlungsprozesse, wie zum Beispiel Plasmabe- arbeitungsprozesse, bei welchen Werkstücke mit Plasma bearbeitet werden, um diese auf nachfolgende Bearbeitungen vorzubereiten. Beispielsweise kann die Oberfläche von Werkstücken vor dem La- ckieren mit Plasma bearbeitet werden, um die Oberfläche von Rückständen zu befreien und/oder die Haftung der Lackschicht zu verbessern .

Es ist hinlänglich bekannt, die Qualität eines Bearbeitungspro- zesses zu überwachen bzw. zu beurteilen, um fehlerhafte Werkstü- cke ausscheiden zu können oder Bearbeitungsparameter zur Verbesserung der Qualität entsprechend anzupassen. Zu diesem Zweck werden Bearbeitungsbahnen nach dem Bearbeitungsprozess be- gutachtet und daraus die Qualität des Bearbeitungsprozesses be- urteilt. Die Qualitätsbeurteilung kann im einfachsten Fall in Form einer visuellen Begutachtung durch fachkundiges Personal erfolgen. Üblicherweise wird das Bearbeitungsergebnis des Bear- beitungsprozesses entlang der Bearbeitungsbahn aber automatisch mit entsprechenden Sensoren vermessen und aus den Sensorsignalen zumindest ein Qualitätsparameter ermittelt. Zur Beurteilung der Qualität wird der zumindest eine Qualitätsparameter mit Quali- tätsparameter-Grenzwerten verglichen. Beispielsweise kann eine Schweißnaht als Bearbeitungsbahn eines Schweißprozesses nach dem Schweißprozess mit einer Kamera vorzugsweise mit Beleuchtung vermessen werden und daraus mit entsprechender Bildverarbei- tungsalgorithmen die Nahtbreite und Nahtüberhöhung der Schweiß- naht ermittelt und daraus ein Qualitätsparameter abgeleitet werden. Je nach Bearbeitungsaufgabe bzw. Schweißaufgabe können unterschiedliche Qualitätsparameter zur Definition der Qualität der Schweißnaht herangezogen werden. Beispielsweise kann es bei einer sichtbaren Schweißnaht neben den mechanischen Eigenschaf- ten der Schweißnaht auch darauf ankommen, dass die Schweißnaht möglichst schmal und regelmäßig ausgebildet ist, wohingegen es bei einer nicht sichtbaren Schweißnaht mehr auf die Festigkeit der Verbindung und somit auf eine ausreichende Einbrandtiefe an- kommen kann. Der für den jeweiligen Bearbeitungsprozess geeigne- te zumindest eine Qualitätsparameter wird entsprechend festgelegt und dann mit bestimmten Qualitätsparameter-Grenzwer- ten, beispielsweise einem oberen und unteren Grenzwert vergli- chen, um die Qualität automatisch beurteilen zu können. Die Qualitätsparameter werden üblicherweise durch Beurteilung von optimal bearbeiteten Werkstücken mit IO („in Ordnung")-Bearbei- tungsbahnen ermittelt. Bei Schweißprozessen können beispielswei- se die Größe der Einbrandkerbe, das sogenannte a-Maß, die Nahtüberhöhung, der Endkrater am Ende der Schweißnaht, etc. als Qualitätsparameter herangezogen werden.

Die EP 3566 806 Al beschreibt ein Schweißverfahren als Bearbei- tungsprozess, bei welchem für die Erzielung bestimmter Quali- tätskriterien automatisch optimale Schweißparameter, welche anhand von Testschweißungen an Testwerkstücken ermittelt wurden, für den Schweißprozess verwendet werden. Die Ermittlung der op- timalen Schweißparameter für die jeweilige Schweißaufgabe er- folgt über das Optimum eines berechneten Gütefunktionals über die jeweiligen optimalen Schweißparameter der Testschweißungen.

Die EP 1 642 366 Bl und die WO 00/35622 Al beschreiben Verfahren zur Qualitätsüberwachung von Schweißprozesses, wobei Informatio- nen über die hergestellte Schweißnaht mit vorgegebenen Werten verglichen und bei Abweichung die Schweißparameter entsprechend angepasst werden oder im Fall zu großer Abweichungen eine War- nung ausgegeben wird. Hierbei erfolgt eine Regelung der Bearbei- tungsparameter auf vorgegebene Sollwerte.

In der DE 102019 200 482 Al wird ein Bearbeitungsprozess be- schrieben, bei dem das Werkstück mit vorgegebene Bearbeitungspa- rametern bearbeitet wird und im Falle einer Abweichung des Bearbeitungsergebnisses die Bearbeitungsparameter entsprechend angepasst werden, um immer ein möglichst gleichbleibendes Bear- beitungsergebnis zu erzielen.

Aus der US 2009/0173726 Al ist ein Schweißsystem mit einer Über- wachung des Schweißprozesses mit dem Ziel gleichbleibender Bedingungen und gleichbleibender Qualität des Bearbeitungsergeb- nisses bekannt geworden. Eine Anpassung der Qualitätsbeurteilung an bewusst vorgenommene Änderungen der Bearbeitungsparameter während der Bearbeitung des Werkstücks ist nicht thematisiert und auch gar nicht erwünscht.

Bei bekannten Qualitätsbeurteilungssystemen von Bearbeitungspro- zessen, insbesondere Schweißprozessen wird überprüft, ob be- stimmte Kriterien innerhalb vorgegebener Grenzen liegen.

Beispielsweise wird eine hergestellte Schweißnaht mit einer vor- her festgelegten „idealen Schweißnaht" verglichen und daraus die Qualität der hergestellten Schweißnaht beurteilt. Werden beim Bearbeitungsprozess jedoch Bearbeitungsparameter bewusst manuell oder automatisch verändert, findet bei der Qualitätsbeurteilung jedoch keine automatische Anpassung der Qualitätskriterien statt, sondern muss aufwändig manuell durchgeführt werden. Das kann dazu führen, dass die Qualität des Bearbeitungsprozesses als unzureichend beurteilt wird, weil die bewusst vorgenommenen Änderungen der Bearbeitungsparameter während des Bearbeitungs- prozesses nicht automatisch berücksichtigt wurden. Ebenso kann die Qualität des Bearbeitungsprozesses positiv beurteilt werden, obwohl das Ergebnis nicht den Qualitätskriterien entspricht. Beispielsweise kann es bei einem Schweißprozess aufgrund von Werkstücktoleranzen notwendig sein, bestimmte Schweißparameter anzupassen. Beispielsweise kann eine durch Toleranzen der Werk- stücke oder Spannvorrichtungen auftretende größere Spaltbreite eine Anpassung des Drahtvorschubs und anderer Schweißparameter notwendig machen. Wenn das Qualitätsbeurteilungssystem nicht über die Änderung der Sollwerte der Schweißparameter automatisch informiert wird, kann eine fehlerhafte Beurteilung der Qualität der Schweißnaht resultieren.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines oben genannten Verfahrens und einer Vorrichtung zur Quali- tätsbeurteilung eines Bearbeitungsprozesses, durch welche die beschriebenen Nachteile in Bezug auf eine bewusst vorgenommene Änderung der Bearbeitungsparameter während des Bearbeitungspro- zesses nicht auftreten und eine reproduzierbare Aussage über die Qualität des Bearbeitungsprozesses und der bearbeiteten Werkstü- cke ermöglicht wird. Automatische Qualitätsbeurteilungssysteme sollen auch im Falle von bewusst manuell oder automatisch vorge- nommenen Änderungen der Bearbeitungsparameter eingesetzt werden können und zuverlässige Aussagen über die Qualität des Bearbei- tungsprozesses bzw. des bearbeiteten Werkstücks treffen können.

Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe in verfahrensmäßiger Hinsicht dadurch, dass bei der Beurteilung der Qualität des Be- arbeitungsprozesses vorgenommene Änderungen der Bearbeitungspa- rameter von den Sollwerten während der Bearbeitung des Werkstücks entlang der Bearbeitungsbahn automatisch berücksich- tigt werden, indem anstelle der Qualitätsparameter-Grenzwerte an die Änderungen der Bearbeitungsparameter angepasste Qualitätspa- rameter-Grenzwerte ermittelt werden, und der zumindest eine Qua- litätsparameter zur Beurteilung der Qualität des Bearbeitungsergebnisses des Bearbeitungsprozesses entlang der Bearbeitungsbahn mit den angepassten Qualitätsparameter-Grenz- werten verglichen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht also vor, dass dem Qualitätsbeurteilungssystem die Istwerte der Bearbeitungsparameter während des Bearbeitungsprozesses mitge- teilt werden, wodurch eine automatische Berücksichtigung bewusst vorgenommener Änderungen von den Sollwerten der Bearbeitungspa- rameter bei der Beurteilung der Qualität des Bearbeitungsprozes- ses stattfindet, indem die Qualitätsparameter-Grenzwerte entsprechend an die Änderungen der Bearbeitungsparameter ange- passt werden. Dadurch kann die Qualität der bearbeiteten Werk- stücke zuverlässiger beurteilt und beispielsweise ein ungerecht- fertigter Ausschuss von Werkstücken, welche als qualitativ min- derwertig beurteilt werden, oder unzulässigerweise positiv beurteilte Werkstücke, obgleich diese den Qualitätskriterien nicht entsprechen, verhindert werden. Wichtig ist, dass nur be- wusste oder beabsichtigte Änderungen der Bearbeitungsparameter berücksichtigt werden und keine störungsbedingten Änderungen. Als beabsichtigte Änderungen gelten manuell vorgenommene Ände- rungen der Sollwerte der Bearbeitungsparameter oder automatisch vorgenommene Änderungen der Sollwerte der Bearbeitungsparameter infolge adaptiver Bearbeitungsprozesse. Sollwerte der Bearbei- tungsparameter können Einstell-Parameter, wie zum Beispiel ein einzustellender mittlerer Schweißstrom oder ein mittlerer Draht- vorschub sein, auch wenn diese Bearbeitungsparameter während der Bearbeitung von diesen eingestellten Werten abweichen. Die be- wusst vorgenommenen Änderungen der Bearbeitungsparameter von den Sollwerten können standardmäßig oder nur im Falle des Auftretens an die Stelle, welche die Qualitätsbeurteilung vornimmt, über- mittelt werden. Durch die Berücksichtigung der Änderungen der Bearbeitungsparameter von den Sollwerten und eine Anpassung der Qualitätsparameter-Grenzwerte an die Änderungen der Bearbei- tungsparameter kann die Zuverlässigkeit der Qualitätsbeurteilung erhöht werden. Die Auswirkungen geänderter Bearbeitungsparameter auf die Qualitätsparameter können je nach Art der Bearbeitung sehr unterschiedlich sein. Der Zusammenhang zwischen Änderungen der Bearbeitungsparameter und Änderungen der Qualitätsparameter zur Beurteilung der Qualität des Bearbeitungsprozesses bzw. des Bearbeitungsergebnisses können anhand von Testbearbeitungen er- mittelt und in Tabellen oder funktionalen Zusammenhängen gespei- chert werden. Durch die automatische Berücksichtigung während der Qualitätsbeurteilung ist es möglich, dass Qualitätsbeurtei- lungssysteme auch bei geänderten Bearbeitungsparametern aufgrund üblicher Toleranzen der Werkstücke eingesetzt werden können und zuverlässige Ergebnisse liefern.

Die vorgenommenen Änderungen der Bearbeitungsparameter können von den Sollwerten während der Bearbeitung des Werkstücks ent- lang der Bearbeitungsbahn durch Vergleich übermittelter Istwerte der Bearbeitungsparameter und übermittelter Sollwerte der Bear- beitungsparameter ermittelt werden. Dabei bezeichnen die Soll- werte jene vor den vorgenommenen Änderungen, die Istwerte ene nach den vorgenommenen Änderungen. Bei diesem sogenannten „On- line-Verfahren" werden die Änderungen der Bearbeitungsparameter quasi in Echtzeit ermittelt und übermittelt, sodass die Quali- tätsüberwachung des Bearbeitungsprozesses entlang der Bearbei- tungsbahn jederzeit mit den realen Daten vorgenommen werden kann. Zu den Änderungen der Bearbeitungsparameter zählen auch systembedingte Änderungen, welche beispielsweise beim Tausch von Verschleißteilen der Bearbeitungsvorrichtung auftreten können. Beispielsweise wird die Schweißspannung nach dem Tausch eines Kontaktrohrs eines Schweißbrenners verringert sein. Wenn bei der Beurteilung der Qualität des Bearbeitungsprozesses auch diese beabsichtigten Änderungen der Bearbeitungsparameter und die da- mit verbundenen geänderten Qualitätsparameter-Grenzwerte berück- sichtigt werden, resultiert eine zuverlässigere Aussage über die Qualität des Bearbeitungsprozesses bzw. des während des Bearbei- tungsprozesses bearbeiteten Werkstücks.

Alternativ oder zusätzlich können die vorgenommenen Änderungen der Bearbeitungsparameter von den Sollwerten und bzw. oder über- mittelte Istwerte der Bearbeitungsparameter und bzw. oder über- mittelte Sollwerte der Bearbeitungsparameter auch während der Bearbeitung des Werkstücks entlang der Bearbeitungsbahn aufge- zeichnet und später zur automatischen Berücksichtigung bei der Beurteilung der Qualität des Bearbeitungsprozesses entlang der Bearbeitungsbahn herangezogen werden. Bei diesem sogenannten „Offline-Verfahren" werden die Änderungen der Bearbeitungspara- meter und die damit assoziierten Grenzwerte der Qualitätsparame- ter für eine spätere Verwendung aufgezeichnet und gespeichert, sodass sie bei der Durchführung der Qualitätsüberwachung des Be- arbeitungsprozesses herangezogen werden können.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die an die Än- derungen der Bearbeitungsparameter angepassten Qualitätsparame- ter-Grenzwerte aus gespeicherten Qualitätsparameter-Grenzwerten für bestimmte Bearbeitungsparameter ermittelt. Wenn für ver- schiedenste Bearbeitungssituationen und verschiedenste Bearbei- tungsparameter Grenzwerte für die resultierenden Qualitätsparameter, über die das Bearbeitungsergebnis beurteilt werden kann, abgelegt sind, können die Qualitätsparameter-Grenz- werte aus diesen abgespeicherten Werten in Abhängigkeit der je- weiligen realen Bearbeitungsparameter ermittelt werden. Als Qua- litätsparameter-Grenzwerte können obere und untere Qualitätsparameter-Grenzwerte festgelegt werden oder auch ein Qualitätsparameter-Mittelwert mit einer bestimmten maximalen Qualitätsparameter-Schwankungsbreite festgelegt werden. Die ge- speicherten Qualitätsparameter-Grenzwerte können im gleichen Speicher bzw. in der gleichen Datenbank, wie die Bearbeitungspa- rameter abgelegt sein oder auch in anderen Speichern bzw. Daten- banken.

Die gespeicherten Qualitätsparameter-Grenzwerte können bei- spielsweise aus Testbearbeitungsprozessen bzw. Bearbeitungsver- suchen, beispielsweise Testschweißprozessen bzw. Schweißversuchen, bei bestimmten Bearbeitungsparametern und be- stimmten Störungen ermittelt werden.

Die an die Änderungen der Bearbeitungsparameter angepassten Qua- litätsparameter-Grenzwerte werden vorzugsweise durch Interpola- tion der gespeicherten Qualitätsparameter-Grenzwerte für bestimmte Bearbeitungsparameter ermittelt. Durch derartige In- terpolationsverfahren können die jeweiligen Qualitätsparameter- Grenzwerte für verschiedenste Bearbeitungsparameter rasch und ohne großen Rechenaufwand ermittelt werden.

Vorzugsweise wird bei der Ermittlung zumindest eines Qualitäts- parameters aus zumindest einem Sensorsignal zur Vermessung des Bearbeitungsergebnisses die Änderung zumindest eines Bearbei- tungsparameters berücksichtigt. Beispielsweise kann bei der Er- mittlung der Nahtbreite einer Schweißnaht als Qualitätsparameter eines Schweißprozesses eine Änderung der Vorschubgeschwindigkeit des Schweißdrahtes berücksichtigt werden, welche einen wesentli- chen Einfluss auf die Nahtbreite hat.

Bei der Beurteilung der Qualität des Bearbeitungsprozesses kön- nen zusätzliche Umgebungsparameter, wie zum Beispiel eine Werk- stücktemperatur, eine Umgebungstemperatur, eine Luftfeuchtigkeit, oder dgl. berücksichtigt werden. Durch die Einbeziehung solcher Umgebungsparameter, welche auch von der Be- arbeitungsbahn abhängig sein können, wird das Ergebnis der Qua- litätsbeurteilung noch weiter verbessert.

Das Bearbeitungsergebnis entlang der Bearbeitungsbahn kann mit- hilfe das Werkstück nicht zerstörender Messmethoden, beispiels- weise mit optischen Sensoren als dem zumindest einen Sensor, insbesondere Laserscannern, Kameras oder dgl., Röntgensensoren, und bzw. oder Temperatursensoren vermessen und zumindest ein Sensorsignal aufgenommen werden. Eine Aufnahme des Bearbeitungs- ergebnisses mithilfe nicht zerstörender Messmethoden und vor- zugsweise berührungslosen Sensoren hat den Vorteil, dass die Vermessung des Bearbeitungsergebnisses besonders rasch und ent- lang der gesamten Bearbeitungsbahn vorgenommen werden kann und das bearbeitete Werkstück dabei nicht verändert wird. Bei be- stimmten Einflussfaktoren kann es von Vorteil sein, die Vermes- sung des Bearbeitungsergebnisses entlang der Bearbeitungsbahn unmittelbar nach der Bearbeitung des Werkstücks vorzunehmen. Beispielsweise kann der Temperaturverlauf im Material des Werk- stücks unmittelbar nach Durchführung der Bearbeitung eine Aussa- ge über das Materialgefüge des Bearbeitungsergebnisses innerhalb und um die Bearbeitungsbahn liefern. Bei bestimmten Qualitätspa- rametern kann es auch vorteilhaft sein, die Vermessung des Bear- beitungsergebnisses entlang der Bearbeitungsbahn erst einige Zeit nach der Bearbeitung des Werkstücks vorzunehmen, da sich die Qualität des Bearbeitungsprozesses erst nach dieser Zeit be- urteilen lässt.

Alternativ oder zusätzlich kann das Bearbeitungsergebnis entlang der Bearbeitungsbahn auch mithilfe das Werkstück zerstörender Messmethoden, beispielsweise durch Anfertigung von Schnitten durch das Werkstück an verschiedenen Stellen des Bearbeitungser- gebnisses entlang der Bearbeitungsbahn und insbesondere durch Anfertigen von Bildern der Oberfläche der Schnitte mit dem zu- mindest einen Sensor vermessen und zumindest ein Sensorsignal aufgenommen werden. Beispielsweise können Schliffbilder in be- stimmten Abständen des Bearbeitungsergebnisses entlang der Bear- beitungsbahn angefertigt und daraus bestimmte Qualitätsparameter abgeleitet werden. Derartige naturgemäß aufwändigere Messmetho- den liefern wesentliche Erkenntnisse auch über den inneren Auf- bau des Bearbeitungsergebnisses entlang der Bearbeitungsbahn, welche mit berührungslosen Messmethoden nicht oder nur „schiech- ter" erfasst werden könnten. Die aufgenommenen Schi ffbilder des Bearbeitungsergebnisses entlang der Bearbeitungsbahn können wie- derum mit verschiedenen Verfahren analysiert werden, insbesonde- re mithilfe von Kameras und damit verbundenen Bildverarbeitungsverfahren. Der Einsatz bestimmter Chemikalien kann die Erkennung des Gefüges der Schilffbilder der Bearbei- tungsergebnisse verbessern. Auch eine makroskopische Untersu- chung von Schilffbildern nach dem Bearbeitungsprozess kann charakteristische Qualitätsparameter liefern. Die Schilffbilder werden analysiert und in Form bestimmter Sensorsignale und in der Folge charakterisierender Qualitätsparameter des Bearbei- tungsergebnisses entlang der Bearbeitungsbahn ermittelt und ge- speichert. Neben der Herstellung von Schilffbildern sind auch Zugprüfungen, Biegeprüfungen etc. an den Werkstücken denkbar.

Das Bearbeitungsergebnis entlang der Bearbeitungsbahn wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung während der Bearbeitung des Werkstücks mit dem zumindest einen Sensor vermessen, wobei die Geschwindigkeit der Vermessung der Bearbeitungsbahn vorzugsweise der Bearbeitungsgeschwindigkeit entspricht. Bei dieser Ausfüh- rungsvariante erfolgt die Beurteilung der Qualität des Bearbei- tungsprozesses bzw. die Vermessung der Bearbeitungsbahn des Werkstücks unmittelbar oder eine relativ kurze Zeitspanne nach der Bearbeitung des Werkstücks. Dabei ist es von Vorteil, wenn das Qualitätsbeurteilungssystem synchron mit dem Bearbeitungs- system gegenüber dem Werkstück bewegt wird. Beispielsweise kann eine die Bearbeitungsbahn vermessende Kamera auf dem selben Ro- boterarm, der auch das Bearbeitungswerkzeug trägt, montiert wer- den und die Bearbeitungsbahn nachlaufend der Bearbeitung des Werkstücks analysieren. In diesem Fall erfolgt die Vermessung des Bearbeitungsergebnisses entlang der Bearbeitungsbahn mit der selben Geschwindigkeit, wie die Bearbeitung des Werkstücks. Na- türlich kann auch das Qualitätsbeurteilungssystem und Bearbei- tungssystem still stehen und sich das Werkstück während der Bearbeitung bewegen oder sowohl das Qualitätsbeurteilungssystem und Bearbeitungssystem sowie das Werkstück gegeneinander bewegt werden.

Das Bearbeitungsergebnis entlang der Bearbeitungsbahn kann auch nach Fertigstellung der Bearbeitung des Werkstücks mit dem zu- mindest einen Sensor vermessen werden, wobei die Geschwindigkeit der Vermessung des Bearbeitungsergebnisses entlang der Bearbei- tungsbahn vorzugsweise größer als die Bearbeitungsgeschwindig- keit des Bearbeitungsprozesses ist. Wenn die Vermessung des Bearbeitungsergebnisses entlang der Bearbeitungsbahn unabhängig von der Bearbeitung des Werkstücks erfolgt, kann die Geschwin- digkeit der Vermessung gegenüber der Bearbeitungsgeschwindigkeit auch wesentlich höher gewählt werden. Beispielsweise kann das optische Abtasten des Bearbeitungsergebnisses entlang der Bear- beitungsbahn nach der Bearbeitung eines Werkstücks wesentlich schneller erfolgen als die Bearbeitung des Werkstücks selbst. Darüber hinaus können mehrere Durchläufe von Vermessungen des Bearbeitungsergebnisses entlang der Bearbeitungsbahn auch mit verschiedenen Sensoren durchgeführt werden und danach aus den unterschiedlichen Sensorsignalen die Qualitätsparameter ermit- telt werden. Weiters kann so mit einer einzigen Vermessungssta- tion die Beurteilung der Werkstücke von mehreren Bearbeitungsstationen erfolgen.

Bei Überschreiten zumindest eines Qualitätsparameters über einen Qualitätsparameter-Grenzwert oder angepassten Qualitätsparame- ter-Grenzwert kann eine Warnung ausgegeben und bzw. oder das Überschreiten gespeichert werden. Die Warnung kann beispielswei- se akustisch, optisch oder auch in mechanischer Form über einen Vibrationsmechanismus erfolgen. Dadurch kann auf eine Über- schreitung von Qualitätsparametern entsprechend hingewiesen wer- den. Die Warnung kann auch über entsprechende Kommunikationskanäle an übergeordnete Stellen weitergeleitet werden.

Die Warnung kann in Abhängigkeit des Grades der Überschreitung zumindest eines Qualitätsparameters über einen Qualitätsparame- ter-Grenzwert oder einen angepassten Qualitätsparameter-Grenz- wert verändert werden. Beispielsweise kann die Lautstärke einer akustischen Warnung oder die Lichtstärke oder Blinkfrequenz ei- ner optischen Warnung an die Größe der Qualitätsabweichung ange- passt werden und über die Warnung dem Personal mitgeteilt werden, wie groß die Qualitätsabweichung ist.

Im Falle einer Schweißnaht als Bearbeitungsbahn wird vorzugswei- se der Bearbeitungsparameter des Schweißprozesses Schweißstrom, Schweißspannung, Fördergeschwindigkeit eines Schweißdrahts, An- stellwinkel eines Schweißbrenners zum Werkstück, Relativposition eines Schweißbrenners zum Werkstück und bzw. oder die Schweißge- schwindigkeit berücksichtigt. Unter ein solches Schweißverfahren fällt auch ein Lötverfahren, bei dem im Gegensatz zum Schweißen keine oder eine geringere AufSchmelzung des Basismaterials des Werkstücks erfolgt.

Ebenso wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch eine oben genann- te Vorrichtung zur Qualitätsbeurteilung eines Bearbeitungspro- zesses gelöst, welche zur Durchführung des oben genannten Verfahrens eingerichtet ist. Zu den dadurch erzielbaren Vortei- len wird auf die obige Beschreibung des Verfahrens verwiesen. Die Vorrichtung zur Qualitätsbeurteilung ist durch eine entspre- chende Verbindung zur Bearbeitungsvorrichtung gekennzeichnet, durch welche die vorgenommenen Änderungen der Bearbeitungspara- meter während der Bearbeitung der Vorrichtung zur Qualitätsüber- wachung mitgeteilt werden, sodass die Grenzwerte der Qualitätsparameter automatisch an die Änderungen der Bearbei- tungsparameter angepasst werden können.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnun- gen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Bearbeitungsprozess, bei dem ein Werkstück mit bestimmten Bearbeitungsparametern entlang einer Bearbeitungsbahn bearbeitet wird;

Fig. 2A bis 2D skizzieren schematisch ein Verfahren zur Quali- tätsbeurteilung eines Bearbeitungsprozesses mit verschie- denen Sensoren zur Vermessung des Bearbeitungsergebnisses entlang der Bearbeitungsbahn;

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Qualitätsbeurteilung eines Bearbeitungs- prozesses an einem Werkstück; und

Fig. 4 ein Beispiel für eine bewusste Änderung der Bearbeitungs- parameter während eines Bearbeitungsprozesses und deren Berücksichtigung bei der Qualitätsbeurteilung des Bear- beitungsprozesses . Fig. 1 zeigt einen schematischen Bearbeitungsprozess, bei dem ein Werkstück W mit bestimmten Bearbeitungsparametern P i (x) ent- lang einer Bearbeitungsbahn X zur Bildung eines Bearbeitungser- gebnisses R(x) bearbeitet wird. Die Bearbeitungsvorrichtung 10 beinhaltet einen Bearbeitungsroboter 11, der den jeweiligen Be- arbeitungskopf 12, mit dem das Werkstück W bearbeitet wird, trägt und entlang der Bearbeitungsbahn X zur Bildung des Bear- beitungsergebnisses R(x) führt. Zur Bearbeitung des Werkstücks W werden aus einer Vielzahl möglicher Bearbeitungsparameter P i (x), welche beispielsweise in einer Datenbank oder einem Speicher 9 hinterlegt sind, bestimmte Sollwerte der Bearbeitungsparameter P i, soll (x) ausgewählt, mit welchen das Werkstück W bearbeitet wird, um ein gewünschtes Bearbeitungsergebnis zu erzielen. Durch einen manuellen Eingriff an der Bearbeitungsvorrichtung 10 oder auch einen automatischen maschinellen Eingriff bei adaptiven Bearbei- tungsprozessen (symbolisiert durch die strichpunktierte Linie) kann es während des Bearbeitungsprozesses zu Veränderungen der Sollwerte der Bearbeitungsparameter P i, soll (x) und somit zu ge- wünschten oder notwendigen Änderungen der Bearbeitungsparameter ΔP i (X) kommen. Bei einer nachträglichen Qualitätsüberwachung des Bearbeitungsergebnisses R(x) des Bearbeitungsprozesses durch entsprechende Inspektion des bearbeiteten Werkstücks W entlang der Bearbeitungsbahn X werden solche Änderungen der Bearbei- tungsparameter ΔP i (X) von den Sollwerten der Bearbeitungsparame- ter P i, soll (x) bei bekannten Methoden üblicherweise nicht automatisch berücksichtigt, wodurch es zu falschen Beurteilungen der Qualität der Werkstücke W kommen kann. Dadurch, dass her- kömmliche Qualitätskontrollsysteme bei bewusst vorgenommenen Än- derungen der Bearbeitungsparameter ΔP i (x) versagen, weil ja das geänderte Bearbeitungsergebnis R'(x) nicht dem erwarteten Bear- beitungsergebnis R(x) entspricht, muss üblicherweise eine auf- wändige manuelle Überprüfung der mit den bewusst geänderten Bearbeitungsparametern ΔP i (x) bearbeiteten Werkstücke W vorgenom- men werden.

Bei der Bearbeitungsvorrichtung 10 kann es sich beispielsweise um eine Schweißvorrichtung zur Durchführung eines Fügeprozesses an einem Werkstück W handeln. Dabei wird ein Schweißbrenner an einem Schweißroboter befestigt, mit dem zwei oder mehrere Werk- stücke W miteinander verbunden oder auf einem Werkstück W eine Schicht aufgetragen werden kann. Das Bearbeitungsergebnis R(x) ist in diesem Fall eine Schweißnaht zwischen zwei oder mehreren zu verbindenden Werkstücken W oder eine Schweißraupe an der Oberfläche eines Werkstücks W. Weiters kann die Bearbeitungsvor- richtung 10 auch durch eine Vorrichtung zur Behandlung der Ober- fläche eines Werkstücks W mit einem Plasmabrenner, eine Lackiervorrichtung und vieles mehr, gebildet sein. Je nach Bear- beitungsprozess unterscheidet sich das Bearbeitungsergebnis R(x) entlang der Bearbeitungsbahn X und auch die Beurteilung der Qua- lität des Bearbeitungsprozesses und des jeweiligen Bearbeitungs- ergebnisses R(x) entlang der Bearbeitungsbahn X.

Die Figuren 2A bis 2D zeigen schematisch ein Verfahren zur Qua- litätsbeurteilung eines Bearbeitungsprozesses mit verschiedenen Sensoren 2 zur Vermessung des jeweiligen Bearbeitungsergebnisses R(x) des Bearbeitungsprozesses entlang der Bearbeitungsbahn X anhand eines Schweißprozesses als Bearbeitungsprozess.

Fig. 2A zeigt eine Qualitätsbeurteilung des Bearbeitungsprozes- ses, welche während oder unmittelbar nach der Bearbeitung des Werkstücks W erfolgt (sogenannte ,,Online"-Qualitätsbeurteilung). Dementsprechend sind die Sensoren 2 zum Vermessen des Bearbei- tungsergebnisses R(x) des Bearbeitungsprozesses entlang der Be- arbeitungsbahn X des Werkstücks W am oder hinter dem Bearbeitungskopf 12 angeordnet, sodass das Bearbeitungsergebnis R(x) entlang der Bearbeitungsbahn X unmittelbar nach dem Bear- beitungsprozess vermessen werden kann. Beim Bearbeitungskopf 12 kann es sich beispielsweise um einen Schweißbrenner 8 handeln, über den ein abschmelzender Schweißdraht 7 zum Werkstück W zur Durchführung eines Fügeprozesses oder Auftragsschweißprozesses zugeführt wird. Zwischen dem Ende des Schweißdrahts 7 und dem Werkstück W brennt ein Lichtbogen LB, der den Schweißdraht 7 und das Werkstück W aufschmilzt. Als Sensoren 2 zur Vermessung des Bearbeitungsergebnisses R(x) entlang der Bearbeitungsbahn X des Werkstücks W kommen beispielsweise optische Sensoren 3, Kameras 4, Röntgensensoren 5 oder Temperatursensoren 6 in Frage, welche das Bearbeitungsergebnis R(x) entlang der Bearbeitungsbahn X vermessen und entsprechende Sensorsignale S j (x) in Abhängigkeit der Stelle entlang der Bearbeitungsbahn X liefern. Bei der „On- line"-Qualitätsbeurteilung entspricht die Geschwindigkeit der Vermessung des Bearbeitungsergebnisses entlang der Bearbeitungs- bahn X mit den Sensoren 2 vorzugsweise der Geschwindigkeit des Bearbeitungsprozesses, also der Bearbeitungsgeschwindigkeit, beispielsweise der Schweißgeschwindigkeit v s (x) bei einem Schweißprozess .

Alternativ oder zusätzlich zur „Online"-Qualitätsbeurteilung kann gemäß Fig. 2B auch eine „Offline"-Qualitätsbeurteilung stattfinden, bei der das Werkstück W bzw. das Bearbeitungsergeb- nis R(x) entlang der Bearbeitungsbahn X nach dem erfolgten Bear- beitungsprozess mit entsprechenden Sensoren 2, beispielsweise optischen Sensoren 3, Kameras 4, oder Röntgensensoren 5 oder dgl. vermessen wird und entsprechende Sensorsignale S j (x) gelie- fert werden. Beim „Offline"-Qualitätsbeurteilung kann die Ge- schwindigkeit der Vermessung des Bearbeitungsergebnisses R(x) entlang der Bearbeitungsbahn X mit den Sensoren 2 nach Fertig- stellung der Bearbeitung des Werkstücks W größer als die Bear- beitungsgeschwindigkeit sein. Dennoch stellt die „Offline"- Qualitätsbeurteilung im Gegensatz zur „Online"-Qualitätsbeurtei- lung einen zusätzlichen zeitlichen Aufwand dar.

In Fig. 2C ist eine Methode der Qualitätsbeurteilung des Bear- beitungsprozesses skizziert, bei der das Werkstück W zur Analyse des Bearbeitungsergebnisses R(x) entlang der Bearbeitungsbahn X zerstört wird, indem an mehreren Stellen des Bearbeitungsergeb- nisses R(x) entlang der Bearbeitungsbahn X Schliffbilder des Werkstücks W im Bereich des Bearbeitungsergebnisses R(x) herge- stellt werden. Diese Schliffbilder können mit entsprechenden Sensoren 2 und bildverarbeitenden Methoden vermessen werden und Sensorsignale S j (x) liefern, welche ebenfalls Aufschluss über die Qualität des Bearbeitungsprozesses am Werkstück W und des Bear- beitungsergebnisses R(x) an gewissen Stellen entlang der Bear- beitungsbahn X geben. Beispielsweise kann ein solches Schliffbild bei einem Schweißprozess Hinweise über die Einbrand- tiefe der Schweißnaht als Bearbeitungsergebnis R(x) liefern.

Wie in Fig. 2D veranschaulicht, werden aus den verschiedenen Sensorsignalen S j (x) des Bearbeitungsergebnisses R(x) Qualitäts- parameter Q k (x) ermittelt, welche die Qualität des Bearbeitungs- ergebnisses R(x) des Bearbeitungsprozesses für die jeweilige Bearbeitungsaufgabe charakterisieren. Je nach Bearbeitungsaufga- be können verschiedene und verschieden viele Qualitätsparameter Q k (x) existieren, welche die Qualität des Bearbeitungsergebnisses R(x) entlang der Bearbeitungsbahn X quantifizieren. Zur Beurtei- lung der Qualität wird nun der zumindest eine Qualitätsparameter Q k (x) mit Qualitätsparameter-Grenzwerten, z.B. einem oberen Qua- litätsparameter-Grenzwert Q k,o (x) und einem unteren Qualitätspara- meter-Grenzwert Q k,u (x) verglichen. Bei Überschreitung der Qualitätsparameter-Grenzwerte Q k,o (x), Q k,u (x) wird die Qualität als nicht gegeben angenommen, was mit „NIO" (nicht in Ordnung) gekennzeichnet wird. Befinden sich alle Qualitätsparameter Q k (x) innerhalb ihrer Qualitätsparameter-Grenzwerte Q k,o (x), Q k,u (x), so wird die Qualität des Bearbeitungsprozesses als erfüllt angese- hen und das Werkstück W für „IO" (in Ordnung) eingestuft. Gibt es während des Bearbeitungsprozesses bewusste manuelle oder au- tomatisch vorgenommene Änderungen der Bearbeitungsparameter ΔP i (X) so ändert sich konsequenterweise das Bearbeitungsergebnis R' (x). Wird nun dieses geänderte Bearbeitungsergebnis R'(x) mit den Sensoren 2 vermessen und werden daraus Qualitätsparameter Q' k (x) ermittelt und diese mit den ursprünglichen Qualitätspara- meter-Grenzwerten Q k,o (x), Q k,u (x) verglichen, so resultieren im Allgemeinen falsche Qualitätsaussagen. Daher ist es das Anliegen der vorliegenden Erfindung, die bewusst vorgenommenen Änderungen der Bearbeitungsparameter ΔP i (x) während des Bearbeitungsprozes- ses bei der Beurteilung der Qualität des Bearbeitungsprozesses und des geänderten Bearbeitungsergebnisses R'(x) automatisch zu berücksichtigen. Dies wird vorzugsweise in angepassten und geän- derten Qualitätsparameter-Grenzwerten Q' k,o (x), Q' k,u (x) resultie- ren.

In Fig. 3 ist eine schematische Darstellung des erfindungsgemä- ßen Verfahrens zur Qualitätsbeurteilung eines Bearbeitungspro- zesses und des Bearbeitungsergebnisses R(x) entlang der Bearbeitungsbahn X an einem Werkstück W dargestellt. Die Vor- richtung 1 zur Qualitätsbeurteilung des Bearbeitungsprozesses empfängt die verschiedenen Sensorsignale S j (x), welche während des Bearbeitungsprozesses durch Sensoren 2, die am Bearbeitungs- kopf 12 der Bearbeitungsvorrichtung 10 montiert sind und das Be- arbeitungsergebnis R(x) entlang der Bearbeitungsbahn X vermessen (,,Online"-Qualitätsbeurteilung). Alternativ oder zusätzlich wer- den der Vorrichtung 1 zur Qualitätsbeurteilung die Sensorsignale S j (x) geliefert, welche nach dem Bearbeitungsprozess durch Ver- messung der Bearbeitungsergebnisse R(x) entlang der Bearbei- tungsbahnen X mit entsprechenden Sensoren 2 aufgenommen wurden. Aus dem zumindest einen Sensorsignal S j (x) wird zumindest ein Qualitätsparameter Q k (x) ermittelt und der zumindest eine Quali- tätsparameter Q k (x) zur Beurteilung der Qualität des Bearbei- tungsprozesses und des Bearbeitungsergebnisses R(x) entlang der Bearbeitungsbahn X mit Qualitätsparameter-Grenzwerten Q k,o (x), Q k/U (x) verglichen. Bei Überschreitung der Qualitätsparameter- Grenzwerte Q k,o (x), Q k,u (x) wird die Qualität als nicht erfüllt an- genommen und das Werkstück als „NIO" (nicht in Ordnung) einge- stuft, was beispielsweise an einer Anzeige 13 angezeigt wird. Befinden sich alle Qualitätsparameter Q k (x) innerhalb ihrer Qua- litätsparameter-Grenzwerte Q k,o (x), Q k,u (x), so wird die Qualität des Bearbeitungsprozesses und des Bearbeitungsergebnisses R(x) als erfüllt angesehen und das Werkstück W für „IO" (in Ordnung) eingestuft und beispielsweise an der Anzeige 13 entsprechend an- gezeigt. Zusätzlich kann bei Überschreitung eines Qualitätspara- meter-Grenzwerts Q k,o (x), Q k,u (x) auch eine Warnung ausgegeben werden, beispielsweise eine akustische Warnung an einem Laut- sprecher 14.

Erfindungsgemäß werden bei der Beurteilung der Qualität des Be- arbeitungsprozesses und des Bearbeitungsergebnisses R(x) entlang der Bearbeitungsbahn X vorgenommene Änderungen der Bearbeitungs- parameter ΔP i (X) von den Sollwerten der Bearbeitungsparameter (x) während der Bearbeitung der Bearbeitungsbahn X des Werk- stücks W automatisch berücksichtigt, was durch die Verbindung der Bearbeitungsvorrichtung 10 mit der Vorrichtung 1 zur Quali- tätsbeurteilung des Bearbeitungsprozesses veranschaulicht wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass aufgrund der ge- änderten Situation auch angepasste Qualitätsparameter-Grenzwerte Q' k,o (x), Q' k,u (x) festgelegt werden, welche zu den Änderungen der Bearbeitungsparameter ΔP i (x) hinterlegt oder durch entsprechende Berechnungsvorschriften festgelegt werden. Der automatischen Be- urteilung der Qualität des Bearbeitungsprozesses und des geän- derten Bearbeitungsergebnisses R'(x) werden somit automatisch die angepassten Qualitätsparameter-Grenzwerte Q' k,o (x), Q' k,u (x) zugrunde gelegt, wodurch die Zuverlässigkeit der Qualitätsüber- wachung gesteigert werden kann. Weiters wird dadurch die Quali- tätsbeurteilung für adaptive Bearbeitungssysteme geeignet. Da- durch können auch Werkstücke W, die aufgrund üblicherweise vorkommender Toleranzen mit geänderten Bearbeitungsparametern entsprechend der Änderungen der Bearbeitungsparameter ΔP i (x) be- arbeitet werden und andere Bearbeitungsergebnisse R'(x) als ide- ale Werkstücke W liefern, durch das Qualitätsbeurteilungssystem für „IO" (in Ordnung) befunden werden, ohne dass eine aufwändige manuelle Kontrolle vorgesehen werden muss. Die angepassten Qua- litätsparameter-Grenzwerte Q' k,o (x), Q' k,u (x) können aus gespei- cherten Qualitätsparameter-Grenzwerten Q k,o,g (x), Q k,u,g (x), welche aus Testbearbeitungsprozessen bei bestimmten Bearbeitungsparame- tern P i (x) ermittelt werden, festgelegt werden, beispielsweise durch Interpolation der gespeicherten Qualitätsparameter-Grenz- werte Q k,o,g (x), Q k,u,g (x).

Figur 4 zeigt ein Beispiel für eine bewusste Änderung der Bear- beitungsparameter ΔP i (X) während eines Bearbeitungsprozesses und deren Berücksichtigung bei der Qualitätsbeurteilung des Bearbei- tungsprozesses anhand eines Schweißprozesses. Im linken Teil der Abbildung ist ein Werkstück W im Schnittbild oben vor der Bear- beitung und darunter nach der Bearbeitung bzw. nach dem Schweiß- prozess dargestellt. Es handelt sich hier um die Durchführung einer Überlapp-Schweißnaht an zwei überlappend angeordneten Werkstücken W. Üblicherweise liegen die Werkstücke W ohne Spalt übereinander auf und der Schweißprozess wird mit voreingestell- ten Schweißparametern vorgenommen. Bei der Qualitätsüberwachung wird beispielsweise die Breite B(x) und die Höhe H(x) der Schweißnaht N als Qualitätsparameter entlang der Bearbeitungs- bahn X bestimmt und mit Grenzwerten für die Breite B o (x), B u (x) und Höhe H o (x), H u (x) der Schweißnaht N verglichen. Sind die Bedingungen B u (x) < B < B o (x) und H u (x) < H < H o (x) erfüllt, wird die Qualität des Bearbeitungsprozesses positiv beurteilt und das Werkstück als „IO" klassifiziert.

In der Praxis treten meist Toleranzen auf, welche beispielsweise zu einem Spalt d zwischen den Werkstücken W führen können, wie im rechten Teil der Figur 4 dargestellt. Während des Schweißpro- zesses wird auf diese geänderten Bedingungen beispielsweise ma- nuell oder automatisch (bei einem adaptiven Schweißprozess) reagiert, indem beispielsweise die Fördergeschwindigkeit v d (x) des Schweißdrahts und der Schweißstrom I(x) erhöht und die Schweißgeschwindigkeit v s (x) verringert wird. Es resultiert eine Schweißnaht N mit größerer Breite B' und größerer Höhe H' als bei der Bearbeitung des Werkstücks W ohne Spalt d (linker Teil der Figur 4). Erfolgt die Qualitätsbeurteilung ohne automatische Berücksichtigung der geänderten Bedingungen und die bewusst vor- genommenen Änderungen der Bearbeitungsparameter, so würde die Breite B' und Höhe H' der Schweißnaht N als unzulässig bewertet und die Qualität des Bearbeitungsprozesses negativ beurteilt und das Werkstück beispielsweise als Ausschuss („NIO": nicht in Ord- nung) gekennzeichnet oder zur manuellen Überprüfung oder Nachbe- arbeitung geschickt werden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Qualitätsbeurteilung werden nunmehr die vorgenommenen Änderungen der Bearbeitungsparameter ΔP i (X) berücksichtigt, indem der Qualitätsbeurteilung die bewusst vorgenommenen Änderungen der Bearbeitungsparameter ΔP i (x) (hier beispielsweise die Erhöhungen der Fördergeschwindigkeit v d (x) und des Schweißstroms I(x) und die Verringerung der Schweißgeschwin- digkeit v s (x)) bekanntgegeben werden und bei der Beurteilung der Qualität berücksichtigt werden. Beispielsweise werden aufgrund der Änderungen der Bearbeitungsparameter ΔP i (x) angepasste Grenz- werte der Qualitätsparameter Q' k,o (x), Q' k,u (x) für die Beurteilung der Qualität des Bearbeitungsprozesses festgelegt. Im darge- stellten Beispiel würde der obere und untere Grenzwert für die Breite B' o (x), B' u (x) der Schweißnaht N und der obere und untere Grenzwert für die Höhe H' o (x), H' u (x) der Schweißnaht N an die geänderten Schweißparameter angepasst werden. Dadurch wird rich- tigerweise auch das geänderte Bearbeitungsergebnis R'(x) bzw. die geänderte Schweißnaht N' im rechten Teil der Figur 4 hin- sichtlich der Qualität positiv beurteilt, da die Bedingungen B' u (x) < B' < B' o (x) und H' u (x) < H' < H' o (x) erfüllt sind. Durch die automatische Berücksichtigung der bewusst vorgenommenen Än- derungen der Bearbeitungsparameter ΔP i (x) bei der Qualitätsüber- wachung kann somit das Werkstück W auch in diesem Fall richtigerweise als „IO" klassifiziert werden und kann eine manu- elle Überprüfung des Werkstücks W unterbleiben.

Die angepassten Grenzwerte der Qualitätsparameter Q' k Q' k;U (x) bei Änderungen der Bearbeitungsparameter ΔP i (x) können so wie die ursprünglichen Grenzwerte der Qualitätsparameter Q k,o (x), Q k,u (x) für die normalen Bearbeitungsparameter P i (x) in Tabellen oder nach bestimmten Vorschriften abgelegt und gespeichert sein. Zwischen den gespeicherten Werten liegende Bearbeitungsparameter P i (x) sowie Grenzwerte der Qualitätsparameter Q k,o (x), Q k,u (x) kön- nen durch Interpolationsverfahren ermittelt werden. Das Quali- tätsbeurteilungssystem hat Zugriff auf diese Daten, unabhängig davon an welcher Stelle diese vorliegen oder gespeichert sind. Anstelle eines oberen und unteren Grenzwerts der Qualitätspara- meter Q k,o (x), Q k,u (x) kann auch ein Qualitätsparameter-Mittelwert Q k , m (x) und eine maximale Qualitätsparameter-Schwankungsbreite ΔQ k um diesen Mittelwert zur Beurteilung der Qualität des Bearbei- tungsergebnisses R(x) herangezogen werden.