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DE2711660C3 - Optical method for welding path tracking - Google Patents

Optical method for welding path tracking

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Publication number
DE2711660C3
DE2711660C3 DE19772711660 DE2711660A DE2711660C3 DE 2711660 C3 DE2711660 C3 DE 2711660C3 DE 19772711660 DE19772711660 DE 19772711660 DE 2711660 A DE2711660 A DE 2711660A DE 2711660 C3 DE2711660 C3 DE 2711660C3
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DE
Germany
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joint
weld joint
shape
weld
evaluation
Prior art date
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Expired
Application number
DE19772711660
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German (de)
Other versions
DE2711660B2 (en
DE2711660A1 (en
Inventor
Alfred Dr.-Ing. Schief
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Publication date
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Priority to DE19772711660 priority Critical patent/DE2711660C3/en
Publication of DE2711660A1 publication Critical patent/DE2711660A1/en
Publication of DE2711660B2 publication Critical patent/DE2711660B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2711660C3 publication Critical patent/DE2711660C3/en
Expired legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/12Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/127Means for tracking lines during arc welding or cutting
    • B23K9/1272Geometry oriented, e.g. beam optical trading
    • B23K9/1274Using non-contact, optical means, e.g. laser means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q35/00Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
    • B23Q35/04Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually using a feeler or the like travelling along the outline of the pattern, model or drawing; Feelers, patterns, or models therefor
    • B23Q35/08Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work
    • B23Q35/12Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means
    • B23Q35/127Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using non-mechanical sensing

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schweißbahnverfolgung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, wie es z. B. aus der DE-OS 25 00 182 bekannt ist.The invention relates to a method for welding path tracking according to the preamble of the claim 1, as it z. B. from DE-OS 25 00 182 is known.

Schweißen ist ein wichtiger und häufiger Fertigung* prozeß, bei dem in vielen Fällen eine Automatisierung wünschenswert ist. Bisherige Schweißautomaten werden entweder auf die zu verfolgende Bahn vorprogrammiert oder vollziehen einfache Schweiöungen an Grobblechen entlang geraden Bahnen. Bei der Vorprogrammierung der Bahn müssen die zu verschweißenden Teile durch aufwendige Einspannvorrichtungen zusammengefügt werden, damit die Fuge auf der vorgegebenen Bahnkurve liegt. Eine Voraussetzung hierfür sind hohe Fertigungsgenauigkeit und werkstückspezifische Einspannvorrichtungen, die teuer sind. Das EinhaltenWelding is an important and more common manufacturing * process in which automation is desirable in many cases. Previous automatic welding machines are either preprogrammed for the path to be followed or perform simple welds Heavy plates along straight tracks. When preprogramming the path, the parts to be welded must be Parts are joined together by elaborate clamping devices so that the joint lies on the specified trajectory. A prerequisite for this are high manufacturing accuracy and workpiece-specific clamping devices that are expensive. Compliance der Bahn wird durch Fertigungstoleranzen und das Verziehen der Teile durch Hitzeeinwirkung erschwertthe track is made more difficult by manufacturing tolerances and the warping of the parts due to the action of heat

Durch Sensoren, die die Bahn automatisch verfolgen, wird es möglich, auch dort automatisch zu schweißen,Sensors that automatically track the path make it possible to weld automatically there too, wo Einspannvorrichtungen nicht eingesetzt werden können oder vermieden werden sollen. Versuchsweise werden Schweißautomaten mit taktilen oder optischen Sensoren ausgerüstet Bei letzteren wird die Reflexion eines dünnen Lichtstrahles gemessen — Drews, P, King,where jigs cannot be used or should be avoided. Experimentally automatic welding machines are equipped with tactile or optical sensors. With the latter, the reflection measured from a thin beam of light - Drews, P, King,

ίο F. L: »Optisches Verfahren zur Brennerführung beim Lichtbogenschweißen«, Industrie-Anzeiger 98. Jg. Nr. 2 vom 9. 1.76, S. 35-37.ίο F. L: »Optical procedure for the burner guidance at Arc welding ”, Industrie-Anzeiger 98. Vol. 2 from 1. 1.76, pp. 35-37.

Der Einsatz taktiler Sensoren ist wegen Hitzeproblemen, Verschmutzungen und Störungen durch Metallic klumpen problematisch. Ferner lassen sich in einigen Fällen taktile Sensoren wegen der Geometrie der Fuge (Knicke oder ähnliches) überhaupt nicht einsetzen. Aus diesen Gründen ist eine berührungslose Bahnverfolgung durch optische Sensoren vorzuziehen. Alle bekanntenThe use of tactile sensors is problematic because of heat problems, dirt and interference from metallic clumps. Furthermore, in some In some cases, do not use tactile sensors at all because of the geometry of the joint (kinks or the like). the end For these reasons, contactless path tracking using optical sensors is preferable. All known

>n Lösungen, wie auch die DE-OS 25 00 182, werten das Grauwertbild der Oberfläche der Schweißnaht oder -fuge und ihrer Umgebung aus. Da die Intensität des reflektierten Lichtes stark von der Oberfläche des meist mehr oder weniger glänzenden Metalls abhängt und> n solutions, such as DE-OS 25 00 182, value that Gray value image of the surface of the weld seam or joint and its surroundings. Since the intensity of the reflected light strongly depends on the surface of the mostly more or less shiny metal and

2> diese durch Verschmutzungen. Rost, Kratzer und Reflexionen der Metalloberfläche selbst verfälscht wird, ist die Auswertung hei diesen bekannten Verfahren grundsätzlich fehlerhaft. 2> this by pollution. If rust, scratches and reflections of the metal surface itself are falsified, the evaluation with these known methods is fundamentally flawed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieThe invention is based on the object

jo Störeinflüsse durch Reflexionen zu vermeiden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Maßnahme nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.jo to avoid interference from reflections. These The object is achieved according to the invention by the measure according to claim 1. Advantageous configurations are characterized in the subclaims.

Das Profil kann durch zwei verschiedene VerfahrenThe profile can be created by two different methods

Jj ausgewertet werden, die unterschiedlichen Schwierigkeitsgraden der Aufgabenstellung entsprechen. Beim ersten Verfahren wird das Profil mit einer Maske der Fugenform korreliert und aus dem Maximum der Korrelation die Position der Fuge ermittelt. BeimJj are evaluated, which correspond to different degrees of difficulty of the task. At the first method, the profile is correlated with a mask of the joint shape and from the maximum of the Correlation determines the position of the joint. At the zweiten Verfahren wird das Profil on-line aus einemsecond method is the profile on-line from one

Fernsehbild in eine einfache Datenstruktur übertragen,Transmit television picture in a simple data structure,

die die Form des Profils beschreibt Aus derwhich describes the shape of the profile From the

Beschreibung wird die Position der Fuge bestimmt.Description determines the position of the joint. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehenThe advantages achieved by the invention exist

4Ί insbesondere darin, daß eine Information über die dreidimensionale Struktur der Schweißfuge und über ihre Umgebung direkt aus dem Bild entnommen werden kann. Weitere Vorteile bestehen darin, daß d:; betreffenden Bilder als Binärbilder auswertbar sind.4Ί in particular that information about the three-dimensional structure of the weld joint and its surroundings can be taken directly from the image can. Further advantages are that d :; relevant images can be evaluated as binary images.

Dies ermöglicht einen geringen Verarbeitungsaufwand und kurze Verarbeitungszeiten.This enables a low processing effort and short processing times.

Praktische Voraussetzung für den Einsatz optischer Sensoren beim Schweißen ist entweder ein gepulster Schweißvorgang oder der Einsatz von Licht mitA practical requirement for the use of optical sensors in welding is either a pulsed one Welding process or the use of light with ausgezeichneten Frequenzen, die mit Filtern detrktiert werden.excellent frequencies that are detrkted with filters will.

Die Erzeugung von Profilen aus LichtschnittbildernThe generation of profiles from Light section images

Eine Schweißfuge weist in vielen Fällen eine deutlich ausgeprägte Kehle, ein V-Profil oder einen Spalt auf, Zur Erfassung solcher Profile eignen sich Lichtschnittbilder besonders, weil aus ihnen sofort auf die dreidimensionale Struktur der Szene und damit derIn many cases, a weld joint clearly shows one pronounced throat, a V-profile or a gap, light section images are particularly suitable for capturing such profiles, because they immediately show the three-dimensional structure of the scene and thus the

h> Schweißfuge geschlossen werden kann. Lichtschnittbilder entstehen durch Projektion einer Binär-Maske, die z.B. aus einem Schlitz (Fig. 1) oder einer halbseitig dunklen Maske (F i g. 2) bestehen kann. Während für dieh> welding joint can be closed. Light section images are created by projecting a binary mask that for example a slit (Fig. 1) or a mask that is dark on one side (Fig. 2). While for the

Erfassung einer vollständigen Szene viele solcher Projektionen notwendig sind, kann in diesem Anwendungsfall bereits aus einer einzigen Projektion auf die Position der Fuge geschlossen werden. Damit entfällt das üblicherweise kritische Problem der Zuordnung mehrerer Projektionen zueinander. Die Projektion eines Schlitzes quer zur Schweißbahn ergibt in der Schrägansicht ein Profil, das einem Querschnitt durch die zu schweißenden Teile entlang der Projektion entspricht Die Schweißfuge tritt im Profil als Einbuchtung, Knick- oder Sprungstelle oder Unterbrechung auf.Capturing a complete scene, many such projections are necessary, can in this application already be from a single projection onto the Position of the joint to be closed. This eliminates the usually critical problem of assignment multiple projections to each other. The projection of a slot across the welding path results in the Oblique view of a profile showing a cross section through the parts to be welded along the projection corresponds to The weld joint appears in the profile as an indentation, kink or crack or interruption.

Bei Projektion eines Schlitzes tritt häufig das Problem auf, daß die Projektion des Schlitzes sich aufweitet oder verengt oder an einigen Stellen völlig verschwindet. Diese Probleme können weitgehend umgangen werden, wenn man stattdessen eine halbseitig dunkle Maske — wie in F i g. 2 — projiziert, so daß die eine Hälfte der Szene hei! beleuchtet ist während die andere Hälfte im Dunkeln liegt Durch die Projektion einer halbseitig dunklen Maske entstehen ähnliche Profile wie bei Schlitzprojektionen, es kommt jedoch nicht zu Unterbrechungen oder Aufweitungen. Die Projektion einer halbseitig dunklen Maske führt zu einem Binärbild, in welchem die Grenzlinie zwischen Hell und Dunkel das auszuwertende Profil darstellt Es kann nicht immer sichergestellt werden, daß sich nur eine eindeutige Grenzlinie ausbildet Verzweigungen, die durch angeleuchtete Flächen entstehen, können jedoch logisch detektiert und eliminiert werden.When a slot is projected, the problem often arises that the projection of the slot widens or narrows or disappears completely in some places. These problems can largely be avoided by if you instead use a mask that is dark on one side - as in FIG. 2 - projected so that one half of the Scene hot! is illuminated while the other half is in the dark By projecting one half-sided The dark mask creates profiles similar to those of slit projections, but there are no interruptions or widening. The projection of a half-sided dark mask leads to a binary image in which the borderline between light and dark is the represents the profile to be evaluated It cannot always be guaranteed that there is only one unambiguous Boundary line forms branches that arise from illuminated areas, but can be logical can be detected and eliminated.

F i g. 3 zeigt ein Beispiel für eine Schweißaufgabe, bei der das Winkeleisen 1 auf das Blech 2 entlang der Fuge 3 geschweißt werden soll. Der Verlauf einer Projektion quer zur Schweißfuge über alle Teile wird durch die Linie 4 dargestellt F i g. 4 zeigt das entstehende Binärbild nach Projektion einer halbseitig dunklen Maske über diese Schweißszene.F i g. 3 shows an example of a welding task in which the angle iron 1 hits the sheet metal 2 along the joint 3 is to be welded. The course of a projection across the welding joint over all parts is shown by the Line 4 shown F i g. 4 shows the resulting binary image after projection of a half-sided dark one Mask over this welding scene.

Lokale Auswertung von ProfilenLocal evaluation of profiles

Bei einer lokalen Analyse wird nur derjenige Teil des Profils ausgewertet in welchem die Schweißfuge liegt. Dies ist nur möglich, wenn die Grobposition der Fuge bekannt ist Für die Auswertung wird ein Maskenverfahren angewandt. Fig. 5 zeigt ein Beispiel eines Lichtschnittprofils über eine Schweißfuge mit V-Form, die häufig beim Schweißen vorkommt. Eine einfache Technik für die Bestimmung der Position der Fuge besteht darin, über das Profil eine Maske mit V-Form zu schieben (Fig.6) und diejenige Lage der Maske zu finden, die am besten mit dem Profil korreliert (F i g. 7). Diese Korrelation soll der Flexibilität wegen elektronisch durchgeführt werden, indem in Schieberegistern die Maske C„ über das Bild Fy geschoben wird. Für jede Position k,/oder Maske mit der Höhe hund der Breite b wird der Wert der Funktion K^j0 errechnet:In the case of a local analysis, only that part of the profile in which the weld joint is located is evaluated. This is only possible if the rough position of the joint is known. A mask process is used for the evaluation. FIG. 5 shows an example of a light section profile over a V-shape welding joint which often occurs during welding. A simple technique for determining the position of the joint is to slide a mask with a V shape over the profile (Fig. 6) and to find the position of the mask that correlates best with the profile (Fig. 7 ). This correlation should be carried out electronically for the sake of flexibility, in that the mask C ″ is shifted over the image Fy in shift registers. For each position k, / or mask with height h and width b , the value of the function K ^ j 0 is calculated:

Aus dem Wert (Z0, /o). für den gilt:From the value (Z 0 , / o). for which applies:

v ;*v; *

Ί ■Ί ■

\2\ 2 JJ

^ In. M = 2j Σ^ In. M = 2j Σ

Z0 = b/2 , .... N- bß ,Z 0 = b / 2 , .... N- bß ,

- i Gl U..I- i Gl U..I

wobei N die Breite des Bildes ist, und fütwhere N is the width of the image, and füt

J0 = h/2,... , M- h/2, wobei M die Höhe des tlridcs ist. J 0 = h / 2, ..., M- h / 2, where M is the height of the tlridcs.

ergibt sich die Lage, an der die Maske am besten mit dem Profil korreliert und damit die Position der Schweißfuge.the result is the position at which the mask correlates best with the profile and thus the position of the Weld joint.

, „ Globale Auswertung von Profilen, “Global evaluation of profiles

Lokale Auswertungen sind gegenüber Störungen aufgrund von Verzerrungen, Verschmutzungen etc. des Fugenprofils empfindlich. Störsicherer und flexibler ist eine globale Analyse, bei der auch die Umgebung derLocal evaluations are against disturbances due to distortion, soiling, etc. of the Joint profile sensitive. A global analysis that also includes the environment of the

η Schweißfuge erfaßt und ausgewertet wird. Will man mehr als nur einen kleinen Teil des Profils auswerten, so werden Maskenverfahren unhandlich. Stattdessen werden deskriptive Verfahren für die Erfassung der Form des Profils benötigt Hierfür wird ein flexiblerη weld joint is recorded and evaluated. Do you want evaluate more than just a small part of the profile, masking methods become unwieldy. Instead, it uses descriptive procedures for capturing the form of the profile is required. A flexible one is required for this

2ii heuristischer Ansatz eingesetzt 2ii heuristic approach used

Der Ansatz wird anhand des Bezieh aus Fig.4 erklärt Ein solches Profil wird durch eil.·; Kette von Geradenabschnitten beschrieben, aus denen es zusammengesetzt ist Für die Ermittlung der Geradenab-The approach is based on the relationship from Fig.4 Such a profile is explained by eil. ·; Chain of Described straight line segments from which it is composed For the determination of the straight line segments

.') schnitte wird das Profil durch eine Fernseh-Kamera so abgetast.-., daß das Profil quer zu den FS-Zeilen verläuft (F i g. 8). Dann dienen die x-Koordinaien der Grenzlinie auf jeder Zeile zur Bestimmung der Geradenabschnitte. Hierzu wird ein schneller »Keller«-AIgorithmus einge-. ') cuts the profile through a television camera like this sampled.-. That the profile runs transversely to the FS lines (Fig. 8). Then the x-coordinates serve as the boundary line on each line to determine the straight line segments. For this purpose, a fast »basement« algorithm is used.

)o setzt Ein »Keller« (englisch »stack«) ist eine Liste, in der nur von »oben« her zugegriffen werden kann, so daß das jeweils zuletzt eingetragene Listenelement auch als erstes wieder ausgelesen wird. Das Prinzip des Algorithmus beruht darauf, in dem Keller alle) o sets A “stack” is a list in which can only be accessed from "above", so that the last entered list element is also available as a first is read out again. The principle of the algorithm is based on it in the basement all

η Datenpunkte zu speichern, die zu einem Geradenab schnitt gehören. Ist das Ende eines Geradenabschnittes erreicht, werden die Parameter des Geradenabschnittes ermittelt, der Keller geleert und mit dem nächsten Geradenabschnitt begonner.. Als Datenpunkte werdenη to store data points that form a straight line from cut belong. If the end of a straight line segment is reached, the parameters of the straight line segment are determined, the basement emptied and the next straight line segment started .. As data points die x- Koordinaten x, der Grenzlinie Zeile um Zeile in den Keller geschoben. Bevor ein neuer Datenpunkt x„ in den Keller geschoben wird, berechnet man die Steigung m„ zwischen dem obersten Kellerelement x, und dem neuen Datenpunkt:the x- coordinates x, the boundary line pushed into the cellar line by line. Before a new data point x "is pushed into the cellar, the slope m" between the top cellar element x and the new data point is calculated:

wobei 5 der Zeilenabstand im FS-BiId ist Für die im Keller befindlichen Datenpunkte wird die Steigung m* der Geraden zwischen dem obersten und dem untersten Kellerelement x,bzw. ^berechnet:where 5 is the line spacing in the FS image For the data points in the basement, the slope m * of the straight line between the top and the lowest basement element x, or ^ calculated:

wobei ζ die Anzahl der im Keller befindlichen Datenpunkte ist. Weicht m„ um einen vorgegebenen Wert w von mk ab. so ist eine Knickstelle erreicht. Allewhere ζ is the number of data points in the basement. If m " deviates from m k by a predetermined value w . a kink is reached. All Punkte im Keller werden zu einem Geradenabschnitt s, zusammengefaßt, der durch einen Anfangspunkt a> seine Länge Ij und die Steigung rtij völlig beschrieben wird. Die Anfangskoordinate a, ergibt sich aus *(,; die Länge /,ist gleich der Anzahl ζ der Kellerelemente undPoints in the cellar are combined to form a straight line segment s, which is fully described by a starting point a> its length Ij and the slope rtij. The starting coordinate a results from * (,; the length /, is equal to the number ζ of basement elements and die Steigung nij ergibt sich aus m*. Durch den Einsatz des Keller-Algorithmus liegen z, Xt und Xb stets vor, so daß nur wenig gerechnet werden muß. Nach Erreichen der Knicksteile wird der Keller geleert und 5, mit demthe slope nij results from m *. By using the Keller algorithm, z, Xt and Xb are always available, so that only a few calculations have to be made. After reaching the kinked parts, the basement is emptied and 5, with the

Tupel (a-, jp IJ in einer Tabelle gespeichert. Für den nächsten Geradenabschnitt Sj^ \ werden x, und v„ als die beiden untersten Kellerelemente in den Keller geschoben und man fährt mit dem nächsten Datenpunkt x„ η in der Berechnung und dem Vergleich der Steigungen fort. Mit Beendigung der Abtastung liegt tabellarisch eine Beschreibung des Profils in Form einer Kette vor:Tuple (a-, j p IJ stored in a table. For the next straight line segment Sj ^ \ , x, and v "are pushed into the cellar as the two lowest cellar elements and one moves to the next data point x" η in the calculation and the Comparison of the gradients continued. When the scan is finished, a table description of the profile is available in the form of a chain:

V (<v »>r I1,) ■ V (<v »> r I 1 ,) ■

In dieser Darstellung ist die Information über die SchweiDfuge und ihre Umgebung enthalten. Die Stufe aus Fig. 8, die der SchweiOfuge entspricht, tritt in der Datenstruktur als s« auf. Da das Fugenprofil in seinerIn this representation, the information about the Contain the weld joint and its surroundings. The step of FIG. 8, which corresponds to the weld joint, occurs in the Data structure as s «. Since the joint profile in its

die Position der Schweißfuge. Bei Auftreten von Störungen an der Schweißfuge selbst kann anhand der auswertbaren Strukturen in der Umgebung eine Positionsbestimmung durchgeführt werden.the position of the weld joint. In the event of malfunctions in the weld joint itself, the evaluable structures in the area a position determination can be carried out.

Fig. 9 zeigt ein Schema der Anlage. Mit dem Projektor 5 wird die Binärmaske 6 auf die Schweißfuge 15 mit Vorlauf vor dem Schweißbrenner 7 projiziert. Das entstehende Profil 8 wird mit der Kamera 9 seitlich aufgenommen und durch einen Schwellwertdiskriminator 10 in ein Binärbild gewandelt. Dieses wird über den Bus 11 an den Mikroprozessor 12 übergeben. Im Mikroprozessor wird das Binärbild verarbeitet und gemeinsam mit den externen Registern 13 das Profil gemäß der Beschreibung der beiden Ausführungsbeispiele (Anspruch 2 und 3) ausgewertet. Der Mikroprozessor übergibt die Koordinaten der Schweißfuge an die Steuerung/Regelung 14 des Schweißbrenners, die unter Berücksichtigung des Sensorvorlaufes den BrennerFig. 9 shows a scheme of the plant. With the projector 5, the binary mask 6 is placed on the weld joint 15 projected with advance in front of the welding torch 7. The resulting profile 8 is shown laterally with the camera 9 recorded and converted into a binary image by a threshold value discriminator 10. This is done via the Bus 11 passed to microprocessor 12. The binary image is processed in the microprocessor and together with the external registers 13, the profile according to the description of the two exemplary embodiments (Claim 2 and 3) evaluated. The microprocessor transfers the coordinates of the weld joint to the Control / regulation 14 of the welding torch, taking into account the sensor advance, the torch

man systematisch in der Datenstruktur nach passenden Werten m,, lm suchen, um den entsprechenden Geradenabschnitt zu finden. you systematically search for suitable values m ,, l m in the data structure in order to find the corresponding straight line segment.

Um die Sicherheit der Auswertung /u erhöhen, werden bei der Suche auch die benachbarten Geraden abschnitte Si und .?■-, berücksichtigt, d. h. in den Tabellen wird nach der Teilstruktur S3. u. J5 mit den entsprechenden Paramtern mi. h. ITI4. /«. m·,. /5 gesucht. Reichen diese Abschnitte zu einer eindeutigen Bestimmung nicht aus. so können weitere Teilstrukturen hinzugenommen werden. Insbesondere können ausgeprägte Strukturen wie etwa *. 57. ss in F i g. 8 ausgewertet werden.In order to increase the reliability of the evaluation / u, the neighboring straight line sections Si and. u. J5 with the corresponding parameters mi. H. ITI4. / «. m · ,. / 5 wanted. Are these sections insufficient for an unambiguous determination. so further substructures can be added. In particular, pronounced structures such as *. 57. ss in Fig. 8 can be evaluated.

Ist eine Zuordnung erfolgt, ergibt sich aus den Anfangskoordinaten a, die gesuchte Information über ClUlIlIIgUCl JV-IIWttUlUgt IJIUIIIt.Once an assignment has been made, the initial coordinates a result in the information sought about ClUlIlIIgUCl JV-IIWttUlUgt IJIUIIIt.

Tabellen-gestützte BahnverfolgungTable-based path tracking

In einer Lernphase wird die a-priori-lnformation über die zu erwartenden Profile tabellarisch gespeichert. In diesen Tabellen wird die Struktur ύ> ι Schweißfugc gekennzeichnet, so daß gezielt nach ihr gesucht werden kann. Weitere Information läßt sich aus bereit·· erfolgten Analysen gewinnen. Wenn man das F.rgebnis einer A /alyse in das nächste Profil als Vorhersage des ungefähren Auftrittsortes der gesuchten Strukturen projiziert, so kann die Sicherheit der Auswertung stark erhöht werden (Fig. 10). Durch Ausnutzung der Information in den Tabellen können Heftstellen übersprungen und Startpunkte gezielt gesucht werden.In a learning phase, the a priori information about the profiles to be expected is stored in tabular form. In these tables the structure ύ> ι welding joint is marked so that it can be searched for in a targeted manner. Further information can be obtained from analyzes that have already been carried out. If one / alyse in the next profile as a prediction of the approximate location of the appearance are the structures projected F.rgebnis an A, so the safety of the evaluation can be greatly increased (Fig. 10). By using the information in the tables, stitching points can be skipped and starting points can be searched for in a targeted manner.

I licT/u ^ Hl.itiI licT / u ^ Hl.iti

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Optisches Verfahren zur Sch weißbahn Verfolgung, wobei die Schweißnaht und ihre Umgebung beleuchtet wird und das von der Werkstückoberfläche reflektierte Licht durch eine Kamera empfangen, elektronisch verarbeitet und das Meßsignal in elektrische Stellsignale für die Verschiebung des Schweißbrenners umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schattenriß durch die Projektion einer halbseitig dunklen Maske oder eines hellen Schlitzes erzeugt wird und in an sich bekannter Weise in ein Binärbild umgewandelt wird, aus dem die Position und Form der Schweißfuge aus der Geometrie des Schattenrisses ausgewertet wird.1. Optical method for tracing the weld path, with the weld seam and its surroundings is illuminated and the light reflected from the workpiece surface is received by a camera, electronically processed and the measurement signal in electrical control signals for the displacement of the welding torch is converted, thereby characterized in that a silhouette by the projection of a half-sided dark mask or of a bright slit is generated and converted into a binary image in a manner known per se, from which the position and shape of the welding joint is evaluated from the geometry of the silhouette. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Position der Schweißfuge aus der Konturlinie durch elektronische Korrelation mit einer Maske der Fugenform mittels Schieberegister bestimmt wird2. The method according to claim 1, characterized in that the position of the weld joint from the Contour line through electronic correlation with a mask of the joint shape using a shift register is determined 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konturlinie in eine Beschreibung in Form einer Kette von Geradenabschnitten überführt wird, wobei die Zeilenabschnitte des Fernseh-Bildes bis zur Konturlinie als Eingabedaten für einen schnellen Kelleralgorithmus iar Detektion von Knickstellen verwendet werden, daß aus der Beschreibung mit Hilfe der gespeicherten Parameter Länge, Steigung und Anfangspunkte der Geradenabschnitte Strukturen, die der Form der Schweißfuge und ihrer L.ngebung entsprechen, durch Vergleiche mit der bekannten Forr· der Schweißfuge gefunden werden und aus ;hrer Lage die Position der Schweißfuge bestimmt wird, d:- Ergebnisse der Auswertung in die nächste Konturlinie projiziert werden, um die Auswertung zu unterstützen, und daß die Information über die Form der Schweißfuge und ihrer Umgebung tabellarisch im Speicher abgespeichert und bei der Auswertung verwendet wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the contour line is converted into a description in the form of a chain of straight line sections, the line sections of the television image up to the contour line being used as input data for a fast basement algorithm iar detection of kinks that from the description with the help of the stored parameters length, gradient and starting points of the straight line sections, structures that correspond to the shape of the weld joint and its surroundings can be found by comparing with the known shape of the weld joint and from ; The position of the weld joint is determined for its location, d : - Results of the evaluation are projected into the next contour line to support the evaluation, and that the information about the shape of the weld joint and its surroundings is stored in a table in the memory and used in the evaluation . 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß statt einer Femseh-Kamera eine Dioden-Matrix für die Aufnahme des Binärbildes verwendet wird.4. The method according to claim 1, characterized in that instead of a television camera Diode matrix is used for recording the binary image. 5. Verfahren nach Anspruch 1 -4. dadurch gekennzeichnet, daß für die Projektion der Binärmasken spezielles Licht verwendet wird, welches durch Filter detektiert wird.5. The method according to claim 1 -4. characterized in that special light is used for the projection of the binary masks, which is detected by a filter.
DE19772711660 1977-03-17 1977-03-17 Optical method for welding path tracking Expired DE2711660C3 (en)

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DE2711660B2 DE2711660B2 (en) 1980-06-26
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4417127A (en) 1980-05-19 1983-11-22 Institute Po Technicheska Kibernetika I Robotika Method and apparatus for seam tracking in arc welding
DE3413605A1 (en) * 1984-04-11 1985-10-17 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München Optical method for measuring the profile of surfaces with a locally strongly fluctuating reflection factor

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5581067A (en) * 1978-11-29 1980-06-18 Sumitomo Metal Ind Ltd Cutting device of steel material while hot
NO158207C (en) * 1980-03-25 1988-08-03 Inst Tekh Kib I Robotika PROCEDURE AND EQUIPMENT FOR AA AS WELDING TRACK.
US4468695A (en) * 1980-11-20 1984-08-28 Tokico Ltd. Robot
US4412121A (en) * 1981-08-28 1983-10-25 S R I International Implement positioning apparatus and process
US4611292A (en) * 1982-10-06 1986-09-09 Hitachi, Ltd. Robot vision system
GB2131571B (en) * 1982-11-01 1986-08-06 Nat Res Dev Automatically following a sensed path for welding
ZA838150B (en) * 1982-11-01 1984-06-27 Nat Res Dev Automatic welding
US4491719A (en) * 1982-12-20 1985-01-01 General Electric Company Light pattern projector especially for welding
US4567348A (en) * 1983-01-25 1986-01-28 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Automated weld torch guidance control system
US4493968A (en) * 1983-07-13 1985-01-15 Caterpillar Tractor Co. Adaptive welder with laser TV-scanner
US5205232A (en) * 1989-08-30 1993-04-27 Orisol Ltd. Apparatus for advance edge detection and sewing
JP3494518B2 (en) * 1996-02-20 2004-02-09 株式会社小松製作所 Image recognition device using the light section method
CN117680879B (en) * 2024-02-02 2024-04-16 哈尔滨工程大学 Welding seam cross section molten pool solidification in-situ observation equipment and method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2259179C3 (en) * 1972-12-02 1980-01-03 Institut Avtomatiki, Kiew (Sowjetunion) Method and device for guiding a welding electrode along the joint of welded parts
DE2500182C3 (en) * 1975-01-03 1980-11-06 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V., 8000 Muenchen Process for regulating the welding parameters with an image recording device in automatic arc shielded gas welding

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4417127A (en) 1980-05-19 1983-11-22 Institute Po Technicheska Kibernetika I Robotika Method and apparatus for seam tracking in arc welding
DE3413605A1 (en) * 1984-04-11 1985-10-17 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München Optical method for measuring the profile of surfaces with a locally strongly fluctuating reflection factor

Also Published As

Publication number Publication date
DE2711660B2 (en) 1980-06-26
DE2711660A1 (en) 1978-09-21

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