AT375855B - Vorrichtung zur positionierung einer schweisseinrichtung entlang beliebiger, ebener schweissfugen - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Positionierung einer Schweisseinrichtung entlang beliebiger, ebener Schweissfugen mittels optoelektronischer Bildwandler, welche die Schweissfuge abtasten und deren Abtastsignale gespeichert und ausgewertet werden, wobei in Abhängigkeit der gespeicherten und ausgewerteten Daten die Schweisseinrichtung mittels einer Bewegungseinrichtung in bezug zur Schweissfuge positioniert wird. 



   Bei vielen Schweiss verfahren, vornehmlich beim   Lichtbogen- und Strahl schweissen,   ist eine Vorrichtung zur selbsttätigen Führung der Schweisseinrichtung entlang der Fuge (bzw. umgekehrt : zur Führung des Werkstückes derart, dass dieses an einer ortsfesten Schweisseinrichtung vorbeibewegt wird) für einen automatischen Betrieb erforderlich. Die Lage der Schweissfuge kann nämlich auf Grund von Werkstücktoleranzen, thermischem Verzug oder Ungenauigkeiten bei der Einspannung unbestimmt sein oder in manchen Fällen   (z. B.   bei Schweissung entlang von Bruchlinien) überhaupt nicht bekannt sein. 



   Die bekannten Vorrichtungen, die beispielsweise den Lichtbogen selbst bzw. mechanische oder induktive Geber zur Erfassung der Fugenlage verwenden, versagen bei Spaltbreiten unter 1 mm. Mit der in DE-OS 2606123 beschriebenen Anordnung lassen sich nur Schweissnähte mit geradem Verlauf herstellen, da ab einer gewissen Krümmung infolge schleifender Schnitte zwischen der zeilenförmigen Bildabtasteinrichtung und dem Bild der Schweissfuge die Bestimmung des Positionswertes unmöglich wird. 



   Das in DE-OS 2311656 beschriebene Verfahren verwendet ebenfalls optische Information zur Gewinnung eines Stellsignals. Im Gegensatz zur gegenständlichen Erfindung werden dort aber lediglich globale Reflexionsunterschiede zu beiden Seiten der Schweisseinrichtung ausgewertet. Das heisst, dass kein eigentliches Bild der Fuge gewonnen wird und daher Oberflächenstrukturen wie V-förmige Kerben oder Kanten vorhanden sein müssen. Bei unvorbereiteten Stumpfnähten versagt dieses Verfahren vom Prinzip her. 



   Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Steuern einer Schweisseinrichtung bzw. der Werkstückbewegung zu schaffen, welche bei beliebigen Spaltbreiten funktionieren, soferne nur irgend ein optisch erkennbares Oberflächenmerkmal den Verlauf der Fuge charakterisiert und welche auch bei stark gekrümmten oder winkelig verlaufenden Fugen nicht versagen. 



   Gelöst wird diese Aufgabe für eine Vorrichtung zur Positionierung der eingangs angeführten Gattung erfindungsgemäss dadurch, dass zur Abtastung von gekrümmten oder winkelig verlaufenden Schweissfugen der opto-elektronische Bildabtaster von einem den Schweissfugenverlauf gleichzeitig jeweils an zwei verschiedenen Stellen erfassenden Abtastring aus photoelektronischen Sensorelementen gebildet ist, der an das Stellsystem der Bewegungseinrichtung angeschlossen ist. 



   Bei der Vorrichtung zur Positionierung ist vorteilhafterweise zur Anpassung an unterschiedliche Lichtverhältnisse dem Abtastring eine adaptiv einstellbare Schwellwertschaltung nachgeschaltet, in der eine einstellbare Digitalisierungsschwelle periodisch in kleinen Schritten über den gesamten möglichen Amplitudenbereich des Bildwandlersignals geführt wird und wobei eine Prüfeinrichtung in jeder Lage der Digitalisierungsschwelle festgestellt, ob das mit der jeweiligen Digitalisierungsschwelle erhaltene Digitalbild eine der Schweissfuge entsprechende Mindestbreite aufweist und ausserdem nur eine einzige Schweissfuge wiedergibt, und wobei eine Messstufe die Digitalisierungsschwelle, mit der die vom Abtastring gelieferten analogen Bildsignale in binäre Bildinformation umgeformt werden, fortwährend auf den Mittelwert des von der Prüfeinrichtung ermittelten Amplitudenbereich legt.

   



   Der Vorteil der gegenständlichen Erfindung gegenüber dem oben angesprochenen Stand der Technik besteht darin, dass der Verlauf von Schweissfugen ohne Einschränkung hinsichtlich Spaltbreite, Krümmung und verwendetem Schweissverfahren automatisch erkannt und für die Steuerung eines Stellsystems herangezogen werden kann. Durch die völlige Unabhängigkeit des optisch- - elektronischen Bildwandlers vom jeweiligen Schweissprozess ist eine Einschränkung auf bestimmte Schweissverfahren nicht gegeben. Gegenüber Verfahren, die mit einer fest oder vorher von Hand aus einstellbaren Digitalisierungsschwelle arbeiten   (z.

   B.   DE-OS 2606123) ergibt sich durch eine adaptiv einstellbare Schwellwertschaltung als Ausgestaltung des erfindungsgemässen Abtastringes der Vorteil einer weitgehenden Unabhängigkeit von   Beleuchtungs- und   Kontrastschwankungen. 



   Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 
 EMI2.1 

Claims (1)

1. <Desc/Clms Page number 3> Messstufe die Digitalisierungsschwelle (D), mit der die vom Abtastring gelieferten analogen Bildsignale in binäre Bildinformation (E) umgeformt werden, fortwährend auf den Mittelwert des von der Prüfeinrichtung ermittelten Amplitudenbereich (C) gelegt wird.