DE112015005683T5 - Welding sight and control system - Google Patents

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Lance Guymon
Michael S. Martin
Jeffrey T. Penoyer
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Abstract

Schweißsicht- und -steuerungssystem (100) für ein Lichtbogenschweißsystem (102), wobei das Lichtbogenschweißsystem durch eine zyklische Energiewellenform (136, 202, 302, 402, 502, 1002, 1202) von einer Schweißstromversorgung (122) mit Strom versorgt wird, um eine Schweißraupe auf einem Werkstück (110, 112) in einer Schweißregion (109) zu erzeugen, und das Folgendes umfasst eine Kamera (126), die eine Lichtsensoranordnung aufweist, die auf die Schweißregion oder auf ein Merkmal (103, 104, 106, 107, 108, 110, 111, 112 113) in der Schweißregion fokussiert ist, wobei die Kamera auf Belichtungsinitiierungs-Steuersignale anspricht, um die Lichtsensoranordnung mit Lichtenergie zu bestrahlen, das von der Schweißregion oder einem Merkmal in der Schweißregion ausgesendet oder reflektiert wird, um eine Reihe von Rohbildern (204', 304', 404', 504', 1004', 1224') der Schweißregion oder des Merkmals in der Schweißregion zu erzeugen, und eine Sichtsystemsteuereinheit (124), die die Belichtungsinitiierungs-Steuersignale an die Kamera an einem zuvor festgelegten Auslösepunkt auf einer zyklischen Energiewellenform generiert.A welding vision and control system (100) for an arc welding system (102), wherein the arc welding system is powered by a cyclic energy waveform (136, 202, 302, 402, 502, 1002, 1202) from a welding power supply (122) to provide an arc welding system Weld bead on a workpiece (110, 112) in a weld region (109), and the following comprises a camera (126) having a light sensor assembly which is directed to the weld region or feature (103, 104, 106, 107, 108, 110, 111, 112, 113) in the weld region, the camera being responsive to exposure initiation control signals for irradiating the light sensor assembly with light energy emitted or reflected from the weld region or feature in the weld region to a row of raw images (204 ', 304', 404 ', 504', 1004 ', 1224') of the weld region or feature in the weld region, and a vision system controller (124) having the Beli generated initiation control signals to the camera at a predetermined trigger point on a cyclic energy waveform.

Description

HINTERGRUNDBACKGROUND

Schweißen ist generell ein Herstellungsprozess, der Teile aus Materialien, zum Beispiel Metalle, dauerhaft zusammenfügt, indem die Materialien miteinander verschmolzen werden. Ein solches Verschmelzen benachbarter Teile aus Metall erfordert genügend Energie, um das Metall zu schmelzen. Lichtbogenschweißen ist ein typisches Schweißverfahren, bei dem die zum Schmelzen des Metalls benötigte Energie durch einen elektrischen Hochspannungslichtbogen zwischen mindestens einem der Metallteile und einer Metallelektrode bereitgestellt wird, die langsam an dem Punkt wegschmilzt, wo der elektrische Lichtbogen aus der Elektrode kommt, um eine Pfütze aus Elektrodenmetall zu bilden, das mit den benachbarten Metallteilen verschmilzt. Wenn die Metalle in der schmelzflüssigen Pfütze und in den benachbarten Metallteilen abkühlen, so verfestigen sich die schmelzflüssigen Metalle, um eine Schweißnaht zu bilden, die die beiden Metallteile dauerhaft miteinander verbindet. Schweißsysteme und -techniken sind im Lauf der Jahre kontinuierlich verbessert worden. Zum Beispiel wird beim Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (WIG) eine nicht-aufzehrbare Wolframelektrode zum Erzeugen der Schweißnaht verwendet. Außerdem wird beim Gas-Metall-Lichtbogenschweißen (MIG) eine Drahtzufuhrpistole verwendet, die einen Elektrodendraht mit einer einstellbaren Rate in die Schweißzone führt, und einige dieser Schweißprozesse bewegen den Elektrodendraht abwechselnd zu der Schmelzpfütze hin und von der Schmelzpfütze fort, wenn sich Tropfen des geschmolzenen Elektrodendrahtes am entfernten Ende des Elektrodendrahtes, wo der Lichtbogen entsteht, bilden. Es sind auch einige Arten von begrenzt-automatisierten Schweißsystemen entwickelt worden, die die Notwendigkeit manueller Schweißarbeiten in vielen industriellen Schweißumgebungen reduziert haben. Verbesserungen an den Stromversorgungen von MIG- und TIG-Schweißsystemen haben ebenfalls zu Schweißgeräten geführt, die unkompliziert zu handhaben sind und hochwertige Schweißnähte erbringen.Welding is generally a manufacturing process that permanently bonds parts of materials, such as metals, by fusing the materials together. Such fusion of adjacent metal parts requires enough energy to melt the metal. Arc welding is a typical welding process in which the energy required to melt the metal is provided by a high voltage electric arc between at least one of the metal parts and a metal electrode which slowly melts away at the point where the electric arc comes out of the electrode around a puddle To form electrode metal, which merges with the adjacent metal parts. As the metals cool in the molten puddle and adjacent metal parts, the molten metals solidify to form a weld that permanently bonds the two metal parts together. Welding systems and techniques have been continuously improved over the years. For example, in gas tungsten arc welding (TIG), a non-consumable tungsten electrode is used to create the weld. In addition, in gas metal arc welding (MIG), a wire feed gun is used which guides an electrode wire into the weld zone at an adjustable rate, and some of these welding processes alternately move the electrode wire away from the molten puddle and away from the molten puddle as droplets of molten material flow away Electrode wire at the distal end of the electrode wire, where the arc is formed form. Also, some types of limited-automation welding systems have been developed that have reduced the need for manual welding in many industrial welding environments. Improvements to the power supplies of MIG and TIG welding systems have also resulted in welders that are easy to handle and provide high quality welds.

Die elektrischen Lichtbögen, welche die Wärme erzeugen, die benötigt wird, um die Metalle beim Lichtbogenschweißen zu schmelzen, erzeugen auch sehr intensive, energiereiche Strahlungsemissionen, zum Beispiel extrem helles sichtbares Licht sowie ultraviolette und infrarote Strahlung. Diese Strahlung ist so intensiv, dass es einer Person nicht möglich ist, einen laufenden Lichtbogenschweißprozess zu beobachten, ohne ein extremes Risiko von Blitzverbrennungen einzugehen, wobei hoch-intensive ultraviolette Strahlung zu einer Entzündung der Hornhaut des Auges führt und die Netzhaut der Person verbrennen kann. Darum müssen Schweißer Schweißerbrillen oder Schweißhauben mit dunklen UV-Filtergesichtsscheiben tragen, um diese Arten von Augenschäden zu vermeiden. Diese Gesichtsscheiben sind so dunkel, dass eine Person kein normales sichtbares Licht durch sie hindurch wahrnehmen kann. Darum müssen Schweißer die Haube abnehmen, damit sie etwas sehen können, wenn sie nicht schweißen, aber müssen in jedem Fall die Haube wieder aufsetzen, um die Augen zu schützen, bevor der Schweißlichtbogen gezündet wird, um eine Schweißnaht zu beginnen. Inzwischen sind Gesichtsscheiben für Schweißhauben entwickelt worden, die sich augenblicklich abdunkeln, wenn intensives ultraviolettes Licht auf sie trifft.The electric arcs, which generate the heat needed to melt the metals during arc welding, also produce very intense, high-energy radiation emissions, for example, extremely bright visible light as well as ultraviolet and infrared radiation. This radiation is so intense that a person is unable to observe a current arc welding process without an extreme risk of flash burns, where high intensity ultraviolet radiation can cause inflammation of the cornea of the eye and burn the person's retina. Therefore, welders must wear welding goggles or welding hoods with dark UV filter face shields to avoid these types of eye damage. These facial discs are so dark that a person can not perceive normal visible light through them. Therefore, welders have to remove the hood so that they can see something if they do not weld, but in any case they have to put the hood back on to protect the eyes before the welding arc is ignited to start a weld. Meanwhile, faceplates have been developed for welding hoods, which instantly darken when intense ultraviolet light hits them.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Ein Schweißsicht- und -steuerungssystem für ein Lichtbogenschweißsystem, wobei das Lichtbogenschweißsystem mit Strom durch eine zyklische Energiewellenform von einer Schweißstromversorgung versorgt wird, um eine Schweißraupe auf einem Werkstück in einer Schweißregion zu erzeugen, und das Folgendes umfasst: (i) eine Kamera, die eine Lichtsensoranordnung aufweist, die auf die Schweißregion oder ein Merkmal in der Schweißregion fokussiert ist, wobei die Kamera auf Belichtungsinitiierungs-Steuersignale anspricht, um die Lichtsensoranordnung mit Lichtenergie zu bestrahlen, die von der Schweißregion oder einem Merkmal in der Schweißregion ausgesendet oder reflektiert wird, um eine Reihe von Rohbildern der Schweißregion oder des Merkmals in der Schweißregion zu erzeugen, und (ii) eine Sichtsystemsteuereinheit, die die Belichtungsinitiierungs-Steuersignale an die Kamera an einem zuvor festgelegten Auslösepunkt auf der zyklischen Energiewellenform generiert. In einer Ausführungsform detektiert die Sichtsystemsteuereinheit, wann eine elektrische Eigenschaft in der zyklischen Energiewellenform mit einem Belichtungsinitiierungsschwellenwert übereinstimmt, und generiert in Reaktion darauf die Belichtungsinitiierungs-Steuersignale an die Kamera. In einer weiteren Ausführungsform gibt die Schweißstromversorgung die Belichtungsinitiierungs-Steuersignale an die Kamera aus, um die Belichtung an dem zuvor festgelegten Auslösepunkt auf der zyklischen Energiewellenform zu initiieren. In einer weiteren Ausführungsform gibt die Schweißstromversorgung ein Auslösesignal an die Sichtsystemsteuereinheit aus, das dem zuvor festgelegten Auslösepunkt auf der zyklischen Energiewellenform entspricht, und die Sichtsystemsteuereinheit generiert in Reaktion auf das Auslösesignal die Belichtungsinitiierungs-Steuersignale an die Kamera. In einer weiteren Ausführungsform ist der zuvor festgelegte Auslösepunkt auf der zyklischen Energiewellenform manuell oder automatisch verstellbar.A welding vision and control system for an arc welding system, wherein the arc welding system is powered by current through a cyclic energy waveform from a welding power supply to create a weld bead on a workpiece in a weld region, and comprising: (i) a camera having a A light sensor assembly focused on the weld region or feature in the weld region, the camera responsive to exposure initiation control signals for irradiating the light sensor assembly with light energy emitted or reflected from the weld region or feature in the weld region And (ii) a vision system controller that generates the exposure initiation control signals to the camera at a predetermined trip point on the cyclic energy waveform. In one embodiment, the vision system controller detects when an electrical characteristic in the cyclic energy waveform matches an exposure initiation threshold and, in response, generates the exposure initiation control signals to the camera. In another embodiment, the welding power supply outputs the exposure initiation control signals to the camera to initiate the exposure at the predetermined trigger point on the cyclic energy waveform. In another embodiment, the welding power supply outputs a trip signal to the vision system controller corresponding to the predetermined trip point on the cyclic energy waveform, and the vision system controller generates the exposure initiation control signals to the camera in response to the trip signal. In a further embodiment, the predetermined trigger point on the cyclic energy waveform is manually or automatically adjustable.

Ein Verfahren zum Erzeugen einer Reihe von Rohbildern einer Schweißregion oder eines Merkmals in der Schweißregion während eines Schweißprozesses, der durch eine zyklische Energiewellenform, bei der eine elektrische Eigenschaft zyklisch variiert, mit Strom versorgt wird, umfasst: (i) Fokussieren einer Kamera auf die Schweißregion oder auf das Merkmal in der Schweißregion, und (ii) Auslösen der Kamera, um eine Lichtsensoranordnung in der Kamera mit Lichtenergie, die von der Schweißregion oder dem Merkmal in der Schweißregion abgestrahlt oder reflektiert wird, über eine Sequenz von Belichtungszeiträumen zu bestrahlen, um die Rohbilder der Schweißregion oder des Merkmals in der Schweißregion in zuvor festgelegten Phasen der zyklischen Energiewellenform zu erzeugen.A method for generating a series of raw images of a weld region or a Feature in the weld region during a welding process powered by a cyclic energy waveform in which an electrical property varies cyclically includes: (i) focusing a camera on the weld region or feature in the weld region, and (ii) Triggering the camera to irradiate a light sensor array in the camera with light energy radiated or reflected from the weld region or feature in the weld region over a sequence of exposure periods to pre-defined the raw images of the weld region or feature in the weld region Generate phases of the cyclic energy waveform.

Ein Verfahren zum Betrachten eines bestimmten Merkmals in einer Schweißregion während eines Schweißprozesses, der durch eine zyklische Energiewellenform, bei der eine elektrische Eigenschaft zyklisch variiert, mit Strom versorgt wird, umfasst: (i) Fokussieren einer Kamera auf die Schweißregion, wobei die Kamera auf Belichtungsinitiierungs-Steuersignale zum Initiieren der Belichtung einer Lichtsensoranordnung in der Kamera mit Lichtenergie, die von dem Merkmal in der Schweißregion abgestrahlt oder reflektiert wird, über eine Sequenz von Belichtungszeiträumen anspricht, (ii) Generieren der Belichtungsinitiierungs-Steuersignale zum Bestrahlen der Lichtsensoranordnung mit Lichtenergie, die von der Schweißregion abgestrahlt oder reflektiert wird, während der Zeiträume bei einer ersten Phase der zyklischen Energiewellenform zum Erzeugen einer Reihe von zusammengesetzten Bildern anhand der Sequenz von Belichtungszeiträumen, (iii) Streamen der Reihe von zusammengesetzten Bildern des Merkmals an eine Anzeigevorrichtung für eine Videoanzeige von Merkmalen in der Schweißregion, so wie die Merkmale während der ersten Phase der zyklischen Energiewellenform existieren, und (iv) Ändern der Belichtungszeiträume so, dass sie in anderen Phasen der zyklischen Energiewellenform stattfinden, bis die Belichtungszeiträume in einer Phase stattfinden, in der das bestimmte Merkmal existiert, so dass das bestimmte Merkmal in der Reihe von zusammengesetzten Bildern auf der Videoanzeigevorrichtung gezeigt wird.A method of viewing a particular feature in a weld region during a welding process that is powered by a cyclic energy waveform in which an electrical property varies cyclically comprises: (i) focusing a camera on the weld region, wherein the camera is for exposure initiation Control signals for initiating the exposure of a light sensor array in the camera to light energy emitted or reflected by the feature in the weld region over a sequence of exposure periods, (ii) generating the exposure initiation control signals for irradiating the light sensor array with light energy generated by is emitted or reflected during the periods of a first phase of the cyclic energy waveform for producing a series of composite images from the sequence of exposure periods, (iii) streaming the series of composite images of the Feature on a display device for a video display of features in the weld region as the features exist during the first phase of the cyclic energy waveform, and (iv) changing the exposure periods to occur in other phases of the cyclic energy waveform until the exposure periods in one Phase, in which the particular feature exists, so that the particular feature in the series of composite images is shown on the video display device.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann darum ein Verfahren zum Generieren eines Videos eines Schweißprozesses anhand einer Reihe kombinierter Bilder, die durch eine Kamera erzeugt werden, umfassen, das Folgendes umfasst: Anwenden mehrerer Betriebsparameter für einen ersten Betriebsmodus einer Videokamera zum Generieren mehrerer Sätze von Einzelbildern des Schweißprozesses; Verwenden einer Wellenform, die durch ein Lichtbogenschweißgerät erzeugt wurden, das den Schweißprozess ausführt, zum Synchronisieren der mehreren Sätze von Einzelbildern mit dem Schweißprozess durch: Bereitstellen erster Auslöseimpulse an einem ersten Satz von Positionen auf der Wellenform in Reaktion auf die Betriebsparameter, die dafür verwendet werden, den Verschluss der Kamera so zu öffnen, dass jedes der Einzelbilder in jedem Satz der Sätze von Einzelbildern ein entsprechendes Bild in anderen Sätzen der Einzelbilder hat, das im Wesentlichen an derselben Position auf den Wellenformen ausgelöst wurde; Erzeugen zweiter Auslöseimpulse an einem zweiten Satz von Positionen auf der Wellenform in Reaktion auf die Betriebsparameter, die dafür verwendet werden, den Verschluss der Kamera so zu schließen, dass jedes der Einzelbilder in jedem Satz der Sätze von Einzelbildern ein entsprechendes Bild in anderen Sätzen der Einzelbilder hat, das im Wesentlichen den gleichen Belichtungszeitraum hat; Erzeugen der Reihe der kombinierten Bilder anhand der mehreren Sätze von Einzelbildern durch Kombinieren der Einzelbilder in den Sätzen von Einzelbildern zum Erzeugen der kombinierten Bilder; Generieren des Videos des Schweißprozesses anhand der Reihe der kombinierten Bilder; Analysieren des Videos des Schweißprozesses zum Bereitstellen einer Analyse des Schweißprozesses; und Modifizieren des Schweißprozesses in Reaktion auf die Analyse.An embodiment of the present invention may therefore include a method of generating a video of a welding process from a series of combined images generated by a camera, comprising: applying a plurality of operating parameters to a first operating mode of a video camera to generate a plurality of sets of frames welding process; Using a waveform generated by an arc welder performing the welding process to synchronize the plurality of sets of frames with the welding process by: providing first trigger pulses at a first set of positions on the waveform in response to the operating parameters used therefor to open the shutter of the camera so that each of the frames in each set of frames of frames has a corresponding image in other sets of frames that has been triggered at substantially the same position on the waveforms; Generating second trigger pulses at a second set of positions on the waveform in response to the operating parameters used to close the shutter of the camera such that each of the frames in each set of frames of frames forms a corresponding image in other sets of frames has, which has substantially the same exposure period; Generating the series of combined images from the plurality of sets of frames by combining the frames in the sets of frames to produce the combined images; Generating the video of the welding process from the series of combined images; Analyzing the video of the welding process to provide an analysis of the welding process; and modifying the welding process in response to the analysis.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann des Weiteren ein System zum Generieren eines Videos eines Schweißprozesses umfassen, das Folgendes umfasst: ein Drahtzufuhrschweißgerät, das metallische Schweißstücke schweißt, um eine Schweißnaht zu bilden; eine Schweißstromversorgung, die eine Stromversorgungswellenform erzeugt, die in das Schweißgerät eingespeist wird; eine Kamera, die einen Verschluss aufweist, der [...] ausgerichtet wird, um in Reaktion auf [...] mehrere Sätze von Einzelbildern des Schweißprozesses zu erzeugen; eine Steuereinheit, die die Stromversorgungswellenform detektiert und erste Auslöseimpulse an einem ersten Satz von Positionen auf der Wellenform generiert, die dafür verwendet werden, den Verschluss der Kamera so zu öffnen, dass jedes der Einzelbilder in jedem Satz der mehreren Sätze von Einzelbildern entsprechende Bilder in den mehreren Sätzen von Einzelbildern hat, die an einer im Wesentlichen gleichen Position auf der Wellenform ausgelöst werden, und zweite Auslöseimpulse an einem zweiten Satz von Positionen auf der Wellenform generiert, die dafür verwendet werden, den Verschluss der Kamera so zu schließen, dass jedes der Einzelbilder in jedem Satz der mehreren Sätze von Einzelbildern entsprechende Bilder in den mehreren Sätzen von Einzelbildern hat, die im Wesentlichen gleiche Belichtungszeiträume haben, die im Wesentlichen an der gleichen Position auf der Wellenform beginnen, wobei die Steuereinheit logische Operationen ausführt, um Einzelbilder in jedem Satz von Einzelbildern zu kombinieren, um kombinierte Bilder zu erzeugen, die zum Anzeigen und zur Analyse geeignet sind.An embodiment of the present invention may further include a system for generating a video of a welding process, comprising: a wire feeding welder that welds metallic welds to form a weld; a welding power supply that generates a power supply waveform that is input to the welder; a camera having a shutter which is aligned to produce [...] in response to several sets of frames of the welding process; a control unit that detects the power supply waveform and generates first trigger pulses at a first set of positions on the waveform that are used to open the shutter of the camera so that each of the frames in each set of the plurality of sets of frames has corresponding images in the frame has a plurality of sets of frames fired at a substantially same position on the waveform and generates second trigger pulses at a second set of positions on the waveform that are used to close the shutter of the camera so that each of the frames in each set of the plurality of sets of frames, having corresponding frames in the plurality of sets of frames having substantially equal exposure periods beginning substantially at the same position on the waveform, the control unit performing logical operations to capture frames in each set of frames One combine images to create combined images suitable for display and analysis.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 ist ein schematisches Blockschaubild einer beispielhaften Ausführungsform eines Schweißsicht- und -steuerungssystems, 1 FIG. 12 is a schematic block diagram of an exemplary embodiment of a weld vision and control system; FIG.

1A ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Schweißregion eines Schweißsystems, 1A is an enlarged perspective view of the welding region of a welding system,

2 ist eine schaubildhafte Ansicht einer beispielhaften progressiven Belichtungstechnik, die einen einzelnen Schwellenauslösepunkt verwendet, 2 FIG. 4 is a diagrammatic view of an exemplary progressive exposure technique using a single threshold trigger point; FIG.

3 ist eine schaubildhafte Ansicht einer beispielhaften progressiven Belichtungstechnik mit einem Auslösepunkt, der von einem Schwellenwert verzögert ist, 3 FIG. 12 is a diagrammatic view of an exemplary progressive exposure technique having a trigger point delayed from a threshold; FIG.

4 ist eine schaubildhafte Ansicht einer beispielhaften Konstantbelichtungstechnik, die eine variable Auslöseverzögerung verwendet, 4 FIG. 4 is a diagrammatic view of an exemplary constant exposure technique using variable trigger delay; FIG.

5 ist eine schaubildhafte Ansicht einer beispielhaften variablen Belichtungstechnik, die eine variable Auslöseverzögerung verwendet, 5 FIG. 4 is a diagrammatic view of an exemplary variable exposure technique using a variable trigger delay; FIG.

6A ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des beispielhaften Schweißsicht- und -steuerungssystem von 1 veranschaulicht, 6A FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of the exemplary weld vision and control system of FIG 1 illustrates

6B ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Sichtsystemsteuereinheit veranschaulicht, 6B FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the vision system controller; FIG.

7 veranschaulicht ein beispielhaftes System zum Initiieren einer Belichtung in einer Kamera, 7 illustrates an exemplary system for initiating an exposure in a camera,

8 ist eine schaubildhafte Veranschaulichung eines beispielhaften Systems, das dafür verwendet werden kann, die Pixelströme von jeder der Belichtungen temporal auszurichten, wie in den 25 veranschaulicht, 8th FIG. 12 is a diagrammatic illustration of an exemplary system that may be used to temporally align the pixel streams of each of the exposures, as in FIGS 2 - 5 illustrates

9 ist eine Blockschaubildveranschaulichung einer beispielhaften Ausführungsform eines Bildkombinierers, 9 FIG. 4 is a block diagram illustration of an exemplary embodiment of an image combiner; FIG.

9A ist eine schaubildhafte Veranschaulichung eines beispielhaften Systems zum Auswählen von Pixeln, die weder gesättigt noch dunkel sind, 9A 12 is a diagrammatic illustration of an example system for selecting pixels that are neither saturated nor dark,

9B ist eine schaubildhafte Veranschaulichung eines beispielhaften Hellbereichspixel-Auswahlsystems, 9B Fig. 2 is a diagrammatic illustration of an exemplary bright area pixel selection system;

9C ist eine schaubildhafte Veranschaulichung eines beispielhaften Dunkelbereichspixel-Auswahlsystems, 9C FIG. 12 is a diagrammatic illustration of an exemplary dark area pixel selection system; FIG.

10 ist eine schaubildhafte Ansicht einer beispielhaften Rohbildverschmelzung, um ein zusammengesetztes Bild zu erzeugen, 10 Figure 4 is a diagrammatic view of an exemplary raw image merge to produce a composite image;

11 ist eine schaubildhafte Ansicht eines beispielhaften temporalen Pixelausrichtungssystems, 11 Figure 4 is a diagrammatic view of an exemplary temporal pixel alignment system;

12A ist ein Schaubild, das eine beispielhafte gleichstromförmige Energiewellenform und beispielhafte Schweißphänomene veranschaulicht, die der Phase der Energiewellenform entsprechen, 12A FIG. 12 is a graph illustrating exemplary DC energy waveforms and example welding phenomena corresponding to the phase of the energy waveform. FIG.

12B, 12C und 12D sind Schaubilder, die ein beispielhaftes phasengestütztes Bildgabesystem veranschaulichen, und 12B . 12C and 12D FIGs. are diagrams illustrating an exemplary phased-array imaging system, and FIG

13 ist eine schaubildhafte Veranschaulichung eines beispielhaften manuellen Schweißsichtsystems. 13 Figure 3 is a diagrammatic illustration of an exemplary manual weld vision system.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS

Ein beispielhaftes Schweißsicht- und -steuerungssystem 100, das in der Lage ist, Bilder, zum Beispiel ein zusammengesetztes Bild 140, eines Schweißprozesses zu erzeugen, zu verschmelzen und anzuzeigen und solche Bilder zur Rückmeldung und zur Steuerung des Schweißprozesses zu verwenden, ist in dem schematischen Blockschaubild in 1 veranschaulicht. Das beispielhafte Schweißsicht- und -steuerungssystem 100 ist in 1 mit einem beispielhaften Lichtbogenschweißsystem 102, zum Beispiel einem Gas-Metall-Lichtbogen(MIG)-System, veranschaulicht. Jedoch kann das Schweißsicht- und -steuerungssystem 100 auch mit anderen Schweißsystemen verwendet werden, wie zum Beispiel für manuelles Metalllichtbogenschweißen (auch gemeinhin als Stabschweißen bekannt), Flussmittelkern-Lichtbogenschweißen, Unterpulver-Lichtbogenschweißen, Gas-Wolfram(TIG)-Schweißen, Oszillationsdrahtschweißen, Kaltmetalltransfer(CMT)-Schweißen und andere. In dem beispielhaften MIG-Lichtbogenschweißsystem 102 wird eine Metalldrahtelektrode 106 durch einen Drahtzufuhrmechanismus 120 von einer Drahtquelle 118 durch eine Spitze (nicht zu sehen) im Inneren einer Schweißdüse 104 in eine Schweißregion 109 vorangeschoben, wo zwei Metallteile, zum Beispiel metallische Werkstücke 110, 112, miteinander verschweißt werden. Eine Schweißstromversorgung 122 erzeugt eine Wellenform 136, die elektrisch mit der Drahtelektrode 106 verbunden wird. Die metallischen Werkstücke 110, 112 werden elektrisch mit der Schweißstromversorgung 122 geerdet, so dass eine durch die Stromversorgung 122 ausgegebene Spannung einen elektrischen Lichtbogen 107 zwischen der Drahtelektrode 106 und den metallischen Werkstücken 110, 112 erzeugt. Der Lichtbogen 107 erzeugt ein Plasma 108, das elektrisch hoch-leitfähig ist, zwischen der Drahtelektrode 106 den metallischen Werkstücken 110, 112. Das fortgesetzte Anlegen der Spannung erhält einen starken Stromfluss durch das Plasma 108 zwischen dem distalen Ende der Drahtelektrode 106 und den Werkstücken 110, 112 aufrecht, wodurch genug Wärme erzeugt wird, um das Metall am distalen Ende der Drahtelektrode 106 sowie etwas Metall an den Werkstücken 110, 112 zu schmelzen, wo sich der Stromfluss neben der Drahtelektrode 106 konzentriert, wodurch eine Schmelzzone 113 in den Werkstücken 110, 112 entsteht. Tröpfchen 121 (1A) aus geschmolzenem Metall von dem distalen Ende der Drahtelektrode 106 bilden eine Metallpfütze 111, die mit dem geschmolzenen Metall in einer Schmelzzone 113 der Werkstücke 110, 112 verschmilzt, während eine Gaszufuhr 116 einen inerten oder halb-inerten Schutzgasstrom von einer Gasquelle 114 durch die Schweißdüse 104 leitet, um die Schweißstelle vor Verunreinigung zu schützen. Während sich die Schweißdüse 104 und die Drahtelektrode 106 in der Richtung des Pfeils 105 bewegen, kühlen sich die Metalle, die in der Schweißpfütze 111 und der Schmelzzone 113 zurückbleiben, ab und werden fest, wodurch eine massiv-metallische Schweißraupe 103 entsteht, welche die beiden Werkstücke 110, 112 dauerhaft miteinander verbindet.An exemplary welding vision and control system 100 that is capable of taking pictures, for example a composite picture 140 To generate, fuse and display a welding process and to use such images for feedback and control of the welding process is shown in the schematic block diagram in FIG 1 illustrated. The exemplary weld vision and control system 100 is in 1 with an exemplary arc welding system 102 , for example, a gas-metal arc (MIG) system. However, the weld vision and control system can 100 also be used with other welding systems, such as manual metal arc welding (also commonly known as bar welding), flux cored arc welding, submerged arc welding, gas tungsten (TIG) welding, oscillation wire welding, cold metal transfer (CMT) welding, and others. In the exemplary MIG arc welding system 102 becomes a metal wire electrode 106 through a wire feed mechanism 120 from a wire source 118 through a tip (not visible) inside a welding nozzle 104 in a sweat region 109 pushed forward, where two metal parts, for example, metallic workpieces 110 . 112 to be welded together. A welding power supply 122 generates a waveform 136 electrically connected to the wire electrode 106 is connected. The metallic workpieces 110 . 112 become electric with the welding power supply 122 grounded, making one through the power supply 122 output voltage an electric arc 107 between the wire electrode 106 and the metallic workpieces 110 . 112 generated. The arc 107 generates one plasma 108 , which is highly conductive, between the wire electrode 106 the metallic workpieces 110 . 112 , The continued application of the voltage gives a strong flow of current through the plasma 108 between the distal end of the wire electrode 106 and the workpieces 110 . 112 upright, whereby enough heat is generated to the metal at the distal end of the wire electrode 106 as well as some metal on the workpieces 110 . 112 to melt where the flow of current near the wire electrode 106 concentrated, creating a melting zone 113 in the workpieces 110 . 112 arises. droplet 121 ( 1A of molten metal from the distal end of the wire electrode 106 form a metal puddle 111 with the molten metal in a molten zone 113 the workpieces 110 . 112 melts while a gas supply 116 an inert or semi-inert blanket gas stream from a gas source 114 through the welding nozzle 104 to protect the weld from contamination. While the welding nozzle 104 and the wire electrode 106 in the direction of the arrow 105 move, cool the metals that are in the sweat puddle 111 and the melting zone 113 stay behind, get off and become firm, creating a solid-metallic weld bead 103 arises, which the two workpieces 110 . 112 permanently connected.

Der Lichtbogen 107 und der Stromfluss durch das Plasma 108 in dem beispielhaften MIG-Schweißsystem 102 erzeugen, wie bei anderen Lichtbogenschweißsystemen, eine hoch-intensive elektromagnetische Strahlung, zum Beispiel extrem helles sichtbares Licht sowie ultraviolette und infrarote Strahlung. Diese Strahlung ist so intensiv, dass es einer Person nicht möglich ist, in die Schweißregion 109 eines laufenden Lichtbogenschweißprozesses zu blicken, ohne ein extremes Risiko von Augenschäden, wie zum Beispiel Blitzverbrennungen, einzugehen, wobei hoch-intensive ultraviolette Strahlung zu einer Entzündung der Hornhaut des Auges führt und die Netzhaut verbrennen kann. Darum müssen Schweißer Schweißerbrillen oder Schweißhauben (in 1 nicht gezeigt) mit dunklen UV-Filtergesichtsscheiben tragen, um Augenschäden zu vermeiden. Diese Gesichtsscheiben sind so dunkel, dass eine Person kein normales sichtbares Licht durch sie hindurch wahrnehmen kann. Darum müssen Schweißer die Haube abnehmen, wenn sie nicht schweißen, damit sie etwas sehen können, aber müssen in jedem Fall die Haube wieder aufsetzen, um die Augen zu schützen, bevor der Schweißlichtbogen gezündet wird, um eine Schweißnaht zu beginnen, um das hochgradig intensive sichtbare Licht und die extreme ultraviolette Strahlung auf niedrigere Intensitätswerte zu dämpfen, die für die Augen einer Person verträglich sind. Die Person kann das Restlicht von den hellsten Abschnitten und Merkmalen eines laufenden Schweißprozesses, das jetzt immer noch durch die dunkle Brille oder die Gesichtsscheibe dringt, wahrnehmen, zum Beispiel den Lichtbogen 107 und das Plasma 108, aber andere Merkmale, wie zum Beispiel die sich abkühlende Schweißraupe 103, die äußeren Bereiche der Schmelzzone 113 und benachbarte Abschnitte der metallischen Werkstücke 110, 112 in der Schweißregion 109, die nicht diese intensive Strahlung abgeben oder reflektieren, sind durch eine solche dunkle Brille oder Gesichtsscheibe überhaupt nicht zu erkennen. Darum ist die Fähigkeit einer Person eingeschränkt, alle Merkmale und Prozesse in der Schweißregion 109 in Echtzeit zu sehen und zu beurteilen, um über den Schweißprozess orientiert zu sein und seinen Verlauf und seine Qualität einschätzen zu können. Gleichermaßen besitzen herkömmliche Kameras nicht den Dynamikumfang, der nötig ist, um Bilder sowohl der hellsten Merkmale in einer Schweißregion 109 als auch der dunkleren Merkmale in der Schweißregion 109 gleichzeitig aufzunehmen, insbesondere um solche Merkmale in Echtzeit während des Verlaufs des Schweißprozesses anzuzeigen. Blendeneinstellungen, die genug Licht für die Lichtsensoranordnung einer Kamera oder einen fotografischen Film hereinlassen würden, um die dunkleren Merkmale in der Schweißregion aufzunehmen, würden auch so viel von dem extremen, hochintensiven Licht der hellsten Merkmale hereinlassen, dass solches hoch-intensives Licht jene Teile des Films oder der Lichtsensoranordnung, die dem hellsten Licht ausgesetzt sind, überbelichten würde, wodurch jene Teile des aufgenommenen Bildes der Schweißregion 109 keine Aussagekraft hätten und nutzlos wären, während Blendeneinstellungen, die das Licht genug dämpfen, um eine Überbelichtung der Bildsensoren oder des Film durch das hellste Licht zu vermeiden, es den Bildsensoren oder dem Film nicht erlauben, Bilder der dunkleren Abschnitte der Schweißregion 109 aufzunehmen.The arc 107 and the flow of current through the plasma 108 in the exemplary MIG welding system 102 generate, as with other arc welding systems, a high-intensity electromagnetic radiation, for example, extremely bright visible light and ultraviolet and infrared radiation. This radiation is so intense that it is not possible for a person to enter the sweat area 109 to look at a current arc welding process without an extreme risk of eye damage, such as flash burns, where high intensity ultraviolet radiation can cause inflammation of the cornea of the eye and burn the retina. That's why welders have to use welding goggles or welding hoods (in 1 not shown) with dark UV filter face shields to prevent eye damage. These facial discs are so dark that a person can not perceive normal visible light through them. This is why welders have to remove the hood if they are not welding so they can see something, but in any case they need to put the hood back on to protect the eyes before the welding arc is ignited to start a weld to the highly intense one to attenuate visible light and extreme ultraviolet radiation to lower intensity levels that are tolerated by a person's eyes. The person may perceive the residual light from the brightest portions and features of a running welding process that is still penetrating through the dark glasses or face-plate, for example the arc 107 and the plasma 108 but other features, such as the cooling bead 103 , the outer areas of the melting zone 113 and adjacent portions of the metallic workpieces 110 . 112 in the welding area 109 that do not emit or reflect this intense radiation are not recognizable by such dark glasses or faceplate at all. Therefore, the ability of a person is limited to all the features and processes in the sweat region 109 to see and assess in real-time, to be informed about the welding process and to be able to assess its course and its quality. Likewise, conventional cameras do not have the dynamic range necessary to capture images of both the brightest features in a weld region 109 as well as the darker features in the weld region 109 at the same time, in particular to display such features in real time during the course of the welding process. Aperture settings that would allow enough light for a camera's light sensor array or photographic film to pick up the darker features in the weld region would also allow so much of the extreme, high intensity light of the brightest features to enter such parts of the high intensity light Overexposing the film or light sensor array exposed to the brightest light, thereby reducing those portions of the captured image of the weld region 109 would be meaningless and useless, while aperture settings that attenuate the light enough to avoid overexposing the image sensors or the film to the brightest light will not allow the image sensors or the film to image the darker portions of the weld region 109 take.

Im Gegensatz dazu erzeugt das beispielhafte Schweißsicht- und -steuerungssystem 100, das in 1 gezeigt ist und unten noch ausführlicher beschrieben wird, zusammengesetzte Bilder, die alle Merkmale in der Schweißregion 109 in Bereichen des sichtbaren Lichts anzeigen, die für das menschliche Auge in Echtzeit während des Verlaufs des Schweißprozesses wahrgenommen werden können und die verarbeitet und für eine automatische Schweißgerätesteuerung verwendet werden können, um die Schweißqualität zu überwachen und zu optimieren. Zum Beispiel können die durch das beispielhafte Schweißsicht- und -steuerungssystem 100 erzeugten zusammengesetzten Bilder betrachtet werden, um den Schweißprozess zu überwachen und zu beurteilen und um Schweißparameter zu justieren, wie zum Beispiel Spannung und/oder Strom des beispielhaften Lichtbogenschweißsystems 102, Position und Geschwindigkeit der Schweißdüse 104 und der Spitze (in 1 nicht zu sehen) in Bezug auf die Werkstücke 110, 112, die Zufuhrrate der aufzehrbaren Drahtelektrode 106 in der Schweißregion 109, die Größe der Schweißpfütze 111 und andere Parameter, die die von dem Schweißsystem 102 gezogenen Schweißnähte verbessern können. Die zusammengesetzten Bilder können von einem Nutzer betrachtet werden, der die Parameter justieren kann, oder die zusammengesetzten Bilder können mit maschinellen Bildgabe- und Strukturerkennungstechniken verarbeitet werden, die in der Lage sind, Parameter des Schweißprozesses automatisch zu justieren. Die erzeugten zusammengesetzten Bilder können auch beim manuellen Schweißen verwendet werden. Zum Beispiel können, wie in 13 veranschaulicht ist und unten noch ausführlicher erläutert wird, Schweißhauben, die beim manuellen Schweißen verwendet werden, mit einer Anzeigevorrichtung ausgestattet werden, die es einem Schweißer erlaubt, die zusammengesetzten Bilder der Schweißregion 109, einschließlich aller Merkmale wie Schweißdüse 104, Drahtelektrode 106, Lichtbogen 107, Plasma 108, Schweißpfütze 111, Schmelzzone 113 und benachbarter Abschnitte der Werkstücke 110, 112, in Echtzeit zu betrachten, während die Schweißraupe 103 gezogen wird. Diese Fähigkeiten erreicht man durch Erzeugen eines breiteren sichtbaren Spektrums oder eines hohen Dynamikbereichs des Bildes, durch Verschmelzen (Kombinieren) einzelner Bilder, die elektronisch mit verschiedenen Belichtungen, in verschiedenen Phasen und über verschiedene Zeiträume während der Stromversorgungswellenform 136 aufgenommen wurden, wie unten noch ausführlicher erläutert wird. Die zusammengesetzten Bilder können außerdem gephast werden, um in Echtzeit ein oder mehrere spezielle Merkmale in der Schweißregion 109 zu isolieren und anzuzeigen, zum Beispiel ein Tröpfchen 121 aus geschmolzenem Metall, das aus der aufzehrbaren Drahtelektrode 106 an einer oder mehreren Positionen zwischen der Drahtelektrode 106 und der Schweißpfütze 111 gebildet wird, wie unten noch ausführlicher beschrieben wird.In contrast, the exemplary weld vision and control system produces 100 , this in 1 is shown and described in more detail below, composite images showing all features in the weld region 109 in areas of visible light that can be perceived by the human eye in real time during the course of the welding process and that can be processed and used for automatic welding machine control to monitor and optimize welding quality. For example, those provided by the exemplary weld vision and control system 100 generated composite images to monitor and assess the welding process and to adjust welding parameters, such as voltage and / or current of the exemplary arc welding system 102 , Position and speed of the welding nozzle 104 and the top (in 1 not seen) with respect to the workpieces 110 . 112 , the supply rate of the consumable wire electrode 106 in the welding area 109 . the size of the sweat puddle 111 and other parameters, that of the welding system 102 can improve drawn welds. The composite images may be viewed by a user who can adjust the parameters, or the composite images may be processed by machine imaging and pattern recognition techniques capable of automatically adjusting parameters of the welding process. The generated composite images can also be used in manual welding. For example, as in 13 illustrated and will be explained in more detail below, welding hoods that are used in manual welding, be equipped with a display device that allows a welder, the composite images of the welding region 109 , including all features such as welding nozzle 104 , Wire electrode 106 , Electric arc 107 , Plasma 108 , Sweat puddle 111 , Melting zone 113 and adjacent sections of the workpieces 110 . 112 to look in real time while the weld bead 103 is pulled. These capabilities are achieved by creating a wider visible spectrum or dynamic range of the image by fusing (combining) individual images electronically with different exposures, in different phases, and over different periods of time during the power supply waveform 136 were recorded, as will be explained in more detail below. The composite images may also be phased to provide one or more specific features in the weld region in real time 109 to isolate and display, for example, a droplet 121 made of molten metal, which consists of the consumable wire electrode 106 at one or more positions between the wire electrode 106 and the sweat puddle 111 is formed, as described in more detail below.

Wir bleiben bei 1. Die Schweißstromversorgung 122 kann so gesteuert werden, dass sie die Energiewellenform 136 mit verschiedenen elektrischen Parametern, wie zum Beispiel Strom, Spannung, Impedanz, Frequenz, Wellenform usw., in Abhängigkeit von den konkret zu schweißenden Metallen, den verwendeten Elektroden, den gewünschten Schweißnahteigenschaften, den Umgebungseinflüssen usw. steuert. Die Schweißstromversorgung 122 kann für diese und andere Parameter unabhängig gesteuert werden, oder sie kann durch eine Sichtsystemsteuereinheit 124 gesteuert werden, wie durch die Verbindung 125 in 1 angedeutet ist. Die Sichtsystemsteuereinheit 124, die einen programmierbaren Computer oder eine Reihe von Logikschaltkreisen umfassen kann, wie zum Beispiel FPGAs oder Zustandsmaschinen, kann auch Signale von der Schweißstromversorgung 122 empfangen, wie durch die Steuerungsverbindung 125 angedeutet ist, zum Beispiel Signale, die für die Stromversorgungswellenform 136 oder für einen Auslösepunkt in der Stromversorgungswellenform 136 stehen, wie unten noch ausführlicher erläutert wird. Die Sichtsystemsteuereinheit 124 kann außerdem Eingaben von der Stromversorgungswellenform 136 erhalten, zum Beispiel einem Spannungs- oder Stromdetektor 123, wie durch die Verbindung 148 in 1 angedeutet. Spannungssensoren und Stromdetektoren, die für diese Anwendung geeignet sind, sind allgemein bekannt und auf dem freien Markt erhältlich. Die Sichtsystemsteuereinheit 124 kann außerdem mit einer Robotersystemsteuereinheit 142 verbunden werden, die Steuersignale an Robotersystemaktuatoren 144 generiert, die die Schweißdüse 104 und die Elektrode 106 in Bezug auf die Werkstücke 110, 112 bewegen und positionieren. Es werden geeignete mechanische Gestänge 146 bereitgestellt, um die Robotersystemaktuatoren 144 mit der Schweißdüse 104, der Elektrode 106 und anderen Komponenten des Lichtbogenschweißsystems 102 zu verbinden, wie dem Fachmann ohne Weiteres einleuchtet, so dass eine nähere Beschreibung solcher Gestänge 146 und Aktuatoren 144 für ein Verstehen der Erfindung nicht erforderlich ist. Eine Benutzerschnittstelle 128 ist mit der Sichtsystemsteuereinheit 124 verbunden, um Steuersignale in die Sichtsystemsteuereinheit 124 einzuspeisen, um die Schweißstromversorgung 122 zu konfigurieren, damit sie eine gewünschte Wellenform 136 ausgibt, und die Robotersystemsteuereinheit 142 auf gewünschte Eingaben an die Robotersystemaktuatoren 144 zu konfigurieren. Die Verbindung kann eine festverdrahtete Verbindung oder eine drahtlose Verbindung sein. Die Robotersystemsteuereinheit 142 kann eine separate Einheit oder Teil der Sichtsystemsteuereinheit 124 sein.We stay with you 1 , The welding power supply 122 can be controlled to match the energy waveform 136 with various electrical parameters, such as current, voltage, impedance, frequency, waveform, etc., depending on the metals to be welded, the electrodes used, the desired weld properties, environmental influences, etc. The welding power supply 122 can be independently controlled for these and other parameters, or it can be controlled by a vision system controller 124 be controlled as by the connection 125 in 1 is indicated. The vision system controller 124 , which may include a programmable computer or a series of logic circuits, such as FPGAs or state machines, may also receive signals from the welding power supply 122 received as through the control connection 125 is indicated, for example, signals for the power supply waveform 136 or for a trip point in the power supply waveform 136 stand, as explained in more detail below. The vision system controller 124 can also receive inputs from the power supply waveform 136 received, for example, a voltage or current detector 123 as by the connection 148 in 1 indicated. Voltage sensors and current detectors suitable for this application are well known and available on the open market. The vision system controller 124 can also use a robotic system control unit 142 be connected, the control signals to robot system actuators 144 generates the welding nozzle 104 and the electrode 106 in relation to the workpieces 110 . 112 move and position. There will be suitable mechanical linkage 146 provided to the robot system actuators 144 with the welding nozzle 104 , the electrode 106 and other components of the arc welding system 102 as the skilled person readily understands, so that a closer description of such linkage 146 and actuators 144 is not required for an understanding of the invention. A user interface 128 is with the vision system controller 124 connected to control signals in the vision system control unit 124 feed to the welding power supply 122 to configure it to a desired waveform 136 and the robotic system control unit 142 to desired inputs to the robot system actuators 144 to configure. The connection can be a hardwired connection or a wireless connection. The robot system control unit 142 may be a separate unit or part of the vision system control unit 124 be.

Eine Digitalkamera 126 ist neben dem Lichtbogenschweißsystem 102 positioniert, wo sie auf ein oder mehrere Merkmale in der Schweißregion 109 fokussiert werden kann, zum Beispiel den Lichtbogen 107 und die benachbarte Drahtelektrode 106 und die Schweißpfütze 111, oder auf die gesamte Schweißregion 109, in der sich einige oder alle dieser Merkmale befinden. Gewünschtenfalls kann auch eine optionale zweite Digitalkamera 127 für eine stereoskopische Bildgabe verwendet werden, wie zum Beispiel unten für die Kameras 1306 des in 13 veranschaulichten manuellen Schweißsystems 1300 beschrieben ist. Kamerasteuerung, Beleuchtung, Rohbildproduktion durch die Kamera 126, Verarbeitungstechniken zum Erzeugen zusammengesetzter Bilder aus den Rohbildern und weitere Information und Beschreibungen, die für die Kamera 126 gelten, gelten auch für die optionale zweite Kamera 127. Die Digitalkamera 126 wird so gesteuert, dass sie Rohbilder der Merkmale in der Schweißregion 109 erzeugt, einschließlich beispielsweise der Schweißdüse 104, der Schweißdrahtelektrode 106, des Lichtbogens 107, des Plasmas 108, der Tröpfchen 121 (1A), der Schweißpfütze 111, der Schmelzzone 113, der Schweißraupe 103 und benachbarter Abschnitte der Werkstücke 110, 112. In einer Ausführungsform wird die Digitalkamera 126 durch Signale von der Sichtsystemsteuereinheit 124 gesteuert, wie durch die Kamerasteuerungsverbindung 129 in 1 angedeutet ist, um die Lichtsensoranordnung in der Digitalkamera 126 mit Licht zu bestrahlen, das von solchen Merkmalen in der Schweißregion 109 abgestrahlt oder reflektiert wird. In einer weiteren Ausführungsform wird die Digitalkamera durch Signale von der Schweißstromversorgung 122 gesteuert, wie durch die optionale Kamerasteuerungsverbindung 129 in 1 angedeutet ist, um die Lichtsensoranordnung in der Digitalkamera 126 mit Licht zu bestrahlen, das von solchen Merkmalen in der Schweißregion 109 abgestrahlt oder reflektiert wird. Wie unten noch ausführlicher erläutert wird, werden verschiedene Belichtungen zum Generieren verschiedener Rohbilder der Schweißnaht und des umgebenden Bereichs verwendet, die in der Steuereinheit 124 miteinander verschmolzen (kombiniert) werden, um ein zusammengesetztes Bild zu erzeugen, wie zum Beispiel das zusammengesetzte Bild 140, das auf einer Anzeigevorrichtung 138 in der Benutzerschnittstelle 128 oder an einem anderen Ort betrachtet werden kann. Die Rohbilder zeigen die Merkmale in der Schweißregion 109 mit verschiedenen Belichtungen. Durch Verschmelzen der Bilder mit verschiedenen Belichtungen können alle oder ausgewählte der Merkmale in der Schweißregion 109 in einem zusammengesetzten Bild mit hohem Dynamikbereich gleichzeitig angezeigt und betrachtet werden, während einige der Merkmale in der Schweißregion 109 zu hell und andere zu dunkel wären, als dass eine Lichtsensoranordnung sie in einem einfachen Bild mit einer einzigen Belichtung aufnehmen könnte. Aufgrund der verschiedenen Lichtintensitäten, die von den verschiedenen Merkmalen in der Schweißregion 109 abgestrahlt oder reflektiert werden, kann zum Beispiel eine bestimmte Belichtung es der Lichtsensoranordnung (nicht gezeigt) in der Kamera 126 ermöglichen, ein Rohbild des Lichtbogens 107 recht effektiv aufzunehmen, während eine andere Belichtung es der Lichtsensoranordnung in der Kamera 126 ermöglichen kann, ein Rohbild des geschmolzenen Metalltröpfchens 121, das an dem schmelzenden distalen Ende der Drahtelektrode 106 erzeugt wird, effektiver aufzunehmen. Eine weitere Belichtung kann es der Lichtsensoranordnung in der Kamera 126 ermöglichen, ein Rohbild der Schweißpfütze 111 und der Schmelzzone 113 aufzunehmen, und eine weitere Belichtung kann es dem Bildsensor der Kamera 126 ermöglichen, Rohbilder von anderen peripheren Merkmalen aufzunehmen, wie zum Beispiel benachbarten Abschnitten der Werkstücke 110, 112 und der verfestigten Schweißraupe 103. Durch Verschmelzen dieser verschiedenen Rohbilder in einem zusammengesetzten Bild können alle oder ausgewählte der wichtigen Merkmale in der Schweißregion 109 in dem resultierenden zusammengesetzten Bild angezeigt werden, zum Beispiel dem zusammengesetzten Bild 140 in 1. An der Kamera 126 montierte Lampen 134 (Lampen 135 an der optionalen Kamera 127) können gewünschtenfalls helfen, den Hintergrund oder periphere Merkmale zu beleuchten, wie zum Beispiel die Schweißstücke 110, 112 und die verfestigte Schweißraupe 103, und können die erforderliche Belichtungszeit verkürzen, die zum Aufnehmen solcher Hintergrundmerkmale in einem Rohbild erforderlich ist.A digital camera 126 is next to the arc welding system 102 positioned where it targets one or more features in the weld region 109 can be focused, for example, the arc 107 and the adjacent wire electrode 106 and the sweat puddle 111 , or on the entire welding region 109 in which some or all of these features are located. If desired, an optional second digital camera can also be provided 127 for stereoscopic imaging, such as below for the cameras 1306 of in 13 illustrated manual welding system 1300 is described. Camera control, lighting, raw image production by the camera 126 , Processing techniques for generating composite images from the raw images and further information and descriptions for the camera 126 apply, also apply to the optional second camera 127 , The digital camera 126 is controlled to provide raw images of the features in the weld region 109 generated, including, for example, the welding nozzle 104 , the welding wire electrode 106 , the arc 107 , the plasma 108 , the droplet 121 ( 1A ), the sweat puddle 111 , the melting zone 113 , the welding bead 103 and adjacent sections of the workpieces 110 . 112 , In one embodiment, the digital camera becomes 126 by signals from the vision system controller 124 controlled as by the camera control connection 129 in 1 is indicated to the light sensor arrangement in the digital camera 126 to irradiate with light that of such features in the weld region 109 is emitted or reflected. In another embodiment, the digital camera is powered by signals from the welding power supply 122 controlled by the optional camera control connection 129 in 1 is indicated to the light sensor arrangement in the digital camera 126 to irradiate with light that of such features in the weld region 109 is emitted or reflected. As will be explained in more detail below, different exposures are used to generate different raw images of the weld and the surrounding area that are in the controller 124 fused together (combined) to create a composite image, such as the composite image 140 that on a display device 138 in the user interface 128 or in a different location. The raw images show the characteristics in the welding region 109 with different exposures. By fusing the images with different exposures, all or selected of the features in the weld region can be 109 be displayed and viewed simultaneously in a high dynamic range composite image, while some of the features in the weld region 109 too light and others too dark for a light sensor array to pick up in a single image with a single exposure. Due to the different light intensities resulting from the different features in the welding region 109 For example, a particular exposure of the light sensor assembly (not shown) in the camera may be emitted or reflected 126 allow a raw image of the arc 107 quite effectively while another exposure of the light sensor assembly in the camera 126 can allow a raw image of the molten metal droplet 121 at the melting distal end of the wire electrode 106 is generated to record more effectively. Another exposure may be the light sensor arrangement in the camera 126 allow a raw picture of the sweat puddle 111 and the melting zone 113 It can take another exposure, it can be the image sensor of the camera 126 allow to capture raw images of other peripheral features, such as adjacent portions of the workpieces 110 . 112 and the solidified bead 103 , By fusing these different raw images together in a composite image, all or selected of the important features in the weld region can 109 in the resulting composite image, for example, the composite image 140 in 1 , At the camera 126 mounted lamps 134 (lamps 135 on the optional camera 127 If desired, they may help to illuminate the background or peripheral features, such as the weld pieces 110 . 112 and the solidified bead 103 , and can shorten the required exposure time required to capture such background features in a raw image.

Eine in 2 veranschaulichte beispielhafte Belichtungstechnik 200 zum Bestrahlen der (nicht gezeigten) Lichtsensoranordnung der Kamera 126 zu der Schweißregion 109 (1). Bei dieser beispielhaften Belichtungstechnik 200 wird eine Sequenz von Belichtungen der Lichtsensoranordnung der Kamera 126 mit der Lichtenergie, die von der Schweißregion 109 oder bestimmten Merkmale in der Schweißregion 109 abgestrahlt oder reflektiert wird, an jeweiligen Initiierungs-Auslbserpunkten 228, 240, 252, 264, 232, 244, 256, 268, 236, 248, 260, 272 auf der Stromversorgungswellenform für aufeinanderfolgende Belichtungszeiträume 204, 210, 216, 222, 206, 212, 218, 208, 214, 220, 226 ausgelöst, um eine Reihe von jeweiligen Rohbildern 204', 210', 216', 222', 206', 212', 218', 208', 214', 220', 226' zu erzeugen, die dafür verwendet werden, die zusammengesetzten Bilder 253, 255, 257 zu erzeugen. Wie oben angesprochen, können solche zusammengesetzten Bilder 253, 255, 257 für eine Anzeige, wie zum Beispiel des zusammengesetzten Bildes 140, das in der Anzeigevorrichtung 138 in 1 gezeigt ist, oder für eine automatisierte Steuerung des beispielhaften Lichtbogenschweißsystems 102 in 1 verarbeitet werden. Die Art der in der beispielhaften Belichtungstechnik 200 in 2 veranschaulichten Energiewellenform 136 (1) ist eine zyklische Energiewellenform 202. Die beispielhafte zyklische Energiewellenform 202 ist sinusförmig, was zum Beschreiben der Prinzipien dieser Belichtungstechnik 200 gut geeignet ist, obgleich auch gepulste Wechselstrom- oder Gleichstromenergiewellenformen, einschließlich Signalen mit speziell angepassten oder spezialisierten Anstiegs-, Spitzen-, Hintergrund- und Ausklinggefällen und Amplituden, wie sie häufig in vielen modernen Schweißsystemen verwendet werden, und diese Belichtungstechnik 200 kann auf solche gepulsten Energiewellenformen angewendet und mit ihnen verwendet werden, wie dem Fachmann einleuchtet, nachdem er die Prinzipien dieser Technik verstanden hat. Ein Beispiel der Anwendung dieser Technik auf eine zyklische Gleichstromimpulsenergiewellenform ist in den 12A, 12B und 12C gezeigt und wird unten ausführlicher beschrieben.An in 2 illustrated exemplary exposure technique 200 for irradiating the light sensor arrangement (not shown) of the camera 126 to the welding region 109 ( 1 ). In this exemplary exposure technique 200 becomes a sequence of exposures of the camera's light sensor array 126 with the light energy coming from the sweat region 109 or certain features in the weld region 109 is emitted or reflected at respective initiation trigger points 228 . 240 . 252 . 264 . 232 . 244 . 256 . 268 . 236 . 248 . 260 . 272 on the power supply waveform for successive exposure periods 204 . 210 . 216 . 222 . 206 . 212 . 218 . 208 . 214 . 220 . 226 triggered a series of respective raw images 204 ' . 210 ' . 216 ' . 222 ' . 206 ' . 212 ' . 218 ' . 208 ' . 214 ' . 220 ' . 226 ' to generate the composite images 253 . 255 . 257 to create. As mentioned above, such composite images 253 . 255 . 257 for an ad, such as the composite image 140 that in the display device 138 in 1 or for automated control of the exemplary arc welding system 102 in 1 are processed. The type of in the exemplary exposure technique 200 in 2 illustrated energy waveform 136 ( 1 ) is a cyclic energy waveform 202 , The exemplary cyclic energy waveform 202 is sinusoidal, which helps to describe the principles of this exposure technique 200 although well suited is pulsed AC or DC power waveforms, including signals with specially adapted or specialized rise, peak, background and fade pitches and amplitudes, as commonly used in many modern welding systems, and this exposure technique 200 can be applied to and used with such pulsed energy waveforms, as will be apparent to those skilled in the art, having understood the principles of this technique. An example of the application of this technique to a cyclic DC pulse energy waveform is shown in FIGS 12A . 12B and 12C and will be described in more detail below.

In dem temporalen Kurvendiagramm der beispielhaften Energiewellenform 202 in 2 erstreckt sich die Zeit (t) entlang der Abszisse (horizontale Achse), und die Spannung (V) ist in der vertikalen Richtung, d. h. der Ordinate, gezeigt. Bei dieser beispielhaften Belichtungstechnik 200 wird ein einzelner Schwellenspannungspegel auf der Wellenform 202 (zum Beispiel der beispielhafte Spannungspegel an Initiierungs-Auslöserpunkten 228, 240, 252, 264, 232, 244, 256, 268, 236, 248, 260 und 272) zum Initiieren (Auslösen) der Bestrahlung der Lichtsensoranordnung der Kamera 126 (1) mit Licht verwendet, das von der Schweißregion 109 abgestrahlt oder reflektiert wird, wobei die Kamera 126 Rohbilder der Schweißregion 109 oder bestimmter Merkmale in der Schweißregion 109 aufnimmt, wie unten noch ausführlicher erläutert wird. Der Fachmann versteht die Technologien und Implementierungen von elektronischen Kameras, so dass eine umfangreiche Erläuterung von Details über die Kamera 126 (1) für das Verstehen dieser Belichtungsauslösungstechnik nicht benötigt wird. Wir können es hier bei der Feststellung bewenden lassen, dass heutige elektronische Kameras eine in der Regel zweidimensionale Anordnung von Lichtsensoren (in der Regel CMOS- oder CCD-Sensoren) haben, die üblicherweise als Lichtsensoranordnungen bezeichnet werden, die, wenn Licht auf sie trifft, das von einem Objekt (zum Beispiel der Schweißregion 109 oder einem Merkmal in der Schweißregion 109) abgestrahlt oder reflektiert wird, die Lichtenergie von dem Objekt in ein Rohbild (zum Beispiel die Rohbilder 204', 210', 216', 222', 206', 212', 218', 208', 214', 220', 226') in einem Pixelanordnungsformat umwandeln, bei dem jedes Pixel in der Pixelanordnung einen Pixelwert von elektrischer Art (zum Beispiel Spannung, Strom, Widerstand usw.) besitzt, der für die Lichtenergie steht, die durch jeden Lichtsensor in der Lichtsensoranordnung während der Belichtung absorbiert wird. Darum erzeugt die Lichtsensoranordnung eine elektronische Pixelanordnung von Pixelwerten, die die verschiedenen Lichtintensitäten repräsentieren, die von dem Objekt abgestrahlt oder reflektiert werden. Solche Pixelanordnungen können verarbeitet werden, um ein visuelles Bild des Objekts zu erzeugen. Die Belichtungszeit der Lichtsensoranordnung mit dem Licht, das von dem Objekt abgestrahlt oder reflektiert wird, kann durch einen mechanischen Verschluss gesteuert werden, der eine Blende über einen gewünschten Zeitraum öffnet und schließt, oder kann durch eine verschlussgleiche Funktion gesteuert werden, zum Beispiel durch elektronisches Übertragen von Pixelzellenladungen oder -spannungen zu einem „Paired Shaded Double”. Es können außerdem verschiedene elektronische verschlussgleiche Techniken verwendet werden, um Belichtungen oder Lichtenergieabsorptionszeiträume zu initiieren und zu beenden. Das heißt, obgleich Verweise auf das „Öffnen und Schließen eines Verschlusses zum Initiieren und Beenden einer Belichtungszeit” vom Fachmann so verstanden werden würden, dass damit auch ein elektronischer Verschlussvorgang gemeint ist, ist das „Initiieren und Beenden der Belichtung” eine allgemeinere Bezeichnung. Folglich sind diese beiden Bezeichnungen von Verschluss- oder verschlussgleichen Vorgängen gleichbedeutend und können gegeneinander austauschbar verwendet werden. In 2 sind mehrere beispielhafte Belichtungszeiträume 204, 210, 216, 222, 206, 212, 218, 224, 208, 214, 220 und 226 veranschaulicht. Diese beispielhaften Belichtungszeiträume 204, 210, 216, 222, 206, 212, 218, 224, 208, 214, 220 und 226 haben jeweilige Initiierungs-Auslöserpunkte 228, 240, 252, 264, 232, 244, 256, 268, 236, 248, 260 und 272 und jeweilige Beendigungs-Auslöserpunkte bei 230, 242, 254, 266, 234, 246, 268, 270, 238, 250, 262 und 274.In the temporal graph of the exemplary energy waveform 202 in 2 the time (t) extends along the abscissa (horizontal Axis), and the voltage (V) is shown in the vertical direction, ie, the ordinate. In this exemplary exposure technique 200 becomes a single threshold voltage level on the waveform 202 (For example, the exemplary voltage level at initiation trigger points 228 . 240 . 252 . 264 . 232 . 244 . 256 . 268 . 236 . 248 . 260 and 272 ) for initiating (triggering) the irradiation of the light sensor arrangement of the camera 126 ( 1 ) with light used by the welding region 109 is emitted or reflected, with the camera 126 Raw images of the weld region 109 or certain features in the weld region 109 as explained in more detail below. The person skilled in the art understands the technologies and implementations of electronic cameras, so that an extensive explanation of details about the camera 126 ( 1 ) is not needed for understanding this exposure triggering technique. We may leave it aside to note that today's electronic cameras have a generally two-dimensional array of light sensors (typically CMOS or CCD sensors), commonly referred to as light sensor arrays, which when light hits them, that of an object (for example, the welding region 109 or a feature in the weld region 109 ) is radiated or reflected, the light energy from the object into a raw image (for example the raw images 204 ' . 210 ' . 216 ' . 222 ' . 206 ' . 212 ' . 218 ' . 208 ' . 214 ' . 220 ' . 226 ' ) in a pixel array format in which each pixel in the pixel array has a pixel value of electrical type (e.g., voltage, current, resistance, etc.) representing the light energy absorbed by each light sensor in the light sensor array during exposure. Therefore, the light sensor assembly generates an electronic pixel array of pixel values representing the different light intensities emitted or reflected from the object. Such pixel arrays can be processed to produce a visual image of the object. The exposure time of the light sensor assembly to the light emitted or reflected from the object may be controlled by a mechanical shutter that opens and closes a shutter for a desired period of time, or may be controlled by a shutter like function, for example, by electronic transmission from pixel cell charges or voltages to a paired shaded double. Various electronic closure techniques may also be used to initiate and terminate exposures or light energy absorption periods. That is, although references to "opening and closing a shutter to initiate and end an exposure time" would be understood by one skilled in the art to mean an electronic shutter, "initiating and ending the exposure" is a more general term. Consequently, these two terms of closure or closure operations are synonymous and can be used interchangeably. In 2 are several exemplary exposure periods 204 . 210 . 216 . 222 . 206 . 212 . 218 . 224 . 208 . 214 . 220 and 226 illustrated. These example exposure periods 204 . 210 . 216 . 222 . 206 . 212 . 218 . 224 . 208 . 214 . 220 and 226 have respective initiation trigger points 228 . 240 . 252 . 264 . 232 . 244 . 256 . 268 . 236 . 248 . 260 and 272 and respective termination trigger points 230 . 242 . 254 . 266 . 234 . 246 . 268 . 270 . 238 . 250 . 262 and 274 ,

In einer beispielhaften Implementierung der beispielhaften Belichtungstechnik 200 in 2 ist die Sichtsystemsteuereinheit 124, die zum Steuern der Kamera 126 in dieser beispielhaften Implementierung verwendet wird, mit der Schweißstromversorgung 122 (zum Beispiel über die Verbindung 125 in 1) oder mit einem Energiewellenformsensor 123 (zum Beispiel über die Verbindung 148 in 1) verbunden, um eine variierende elektrische Eigenschaft, zum Beispiel Spannungspegel oder Strompegel, in der Energiewellenform 136 in 1, die in dem Beispiel von 2 die sinusförmige Energiewellenform 202 ist, zu überwachen. Wenn eine zuvor festgelegte Spannungs- oder Stromschwelle in der Energiewellenform 202 detektiert wird, so generiert die Sichtsystemsteuereinheit 124 ein Initiierungs-Steuersignal an die Kamera 126, um die Bestrahlung der Lichtsensoranordnung in der Kamera 126 mit der Lichtenergie zu initiieren, die von der Schweißregion 109 oder von Merkmalen in der Schweißregion 109 abgestrahlt oder reflektiert wird. Die Schwelle kann im Prinzip eine Spannungsschwelle, eine Stromschwelle, eine Impedanzschwelle oder ein sonstiger Parameter in der Energiewellenform 202 sein, aber der Einfachheit halber ist das Kurvendiagramm von 2 ein Kurvendiagramm der Spannung im Verhältnis zur Zeit für die Energiewellenform 202, mit dem Verständnis, dass es auch andere elektrische Eigenschaft sein könnte. Dementsprechend erreicht die Spannung, wenn sie auf der Energiewellenform 202 steigt, den Initiierungs-Schwellenspannungspegel, wie zum Beispiel den Initiierungs-Schwellenspannungspegel, der an den Initiierungs-Auslbserpunkten 228, 240, 252, 264, 232, 244, 256, 268, 236, 248, 260 und 272 veranschaulicht ist. Die Sichtsystemsteuereinheit detektiert, wann diese Initiierungs-Schwellenspannungswerte erreicht sind und die Spannung auf der Energiewellenform 202 steigt, und generiert in Reaktion darauf das Initiierungs-Steuersignal an die Kamera 126, wie oben dargelegt wurde. Die Detektion des Initiierungs-Schwellenspannungspegels kann mittels einer einfachen Vergleichsschaltung bewerkstelligt werden, in der die detektierte Spannung mit dem zuvor festgelegten Initiierungs-Schwellenspannungswert in der Sichtsystemsteuereinheit 124 verglichen wird, um die Generierung des Initiierungs-Steuersignals auszulösen, wenn die Spannung der Energiewellenform 202 steigt. Der Initiierungs-Schwellenspannungspegel kann auf einfache Weise in der Sichtsystemsteuereinheit 124 über die Benutzerschnittstelle 128 eingestellt werden, so dass die Initiierungs-Schwellenspannung auf einfache Weise durch den Nutzer justiert werden kann, oder kann auf jede beliebige andere zweckmäßige Weise bereitgestellt werden.In an example implementation of the exemplary exposure technique 200 in 2 is the vision system controller 124 for controlling the camera 126 used in this exemplary implementation, with the welding power supply 122 (for example, about the connection 125 in 1 ) or with an energy waveform sensor 123 (for example, about the connection 148 in 1 ) to provide a varying electrical characteristic, for example voltage levels or current levels, in the energy waveform 136 in 1 that in the example of 2 the sinusoidal energy waveform 202 is to monitor. If a predetermined voltage or current threshold in the energy waveform 202 is detected, the vision system control unit generates 124 an initiation control signal to the camera 126 to the irradiation of the light sensor assembly in the camera 126 to initiate with the light energy coming from the welding region 109 or features in the weld region 109 is emitted or reflected. The threshold may in principle be a voltage threshold, a current threshold, an impedance threshold or some other parameter in the energy waveform 202 but for the sake of simplicity, the graph of 2 a graph of the voltage versus time for the energy waveform 202 with the understanding that it could be other electrical property as well. Accordingly, the voltage reaches when on the energy waveform 202 rises, the initiation threshold voltage level, such as the initiation threshold voltage level, at the initiation trigger points 228 . 240 . 252 . 264 . 232 . 244 . 256 . 268 . 236 . 248 . 260 and 272 is illustrated. The vision system controller detects when these initiation threshold voltage values are reached and the voltage on the energy waveform 202 rises, and in response generates the initiation control signal to the camera 126 as stated above. The detection of the initiation threshold voltage level may be accomplished by a simple comparison circuit in which the detected voltage is at the predetermined initiation threshold voltage value in the vision system controller 124 is compared to the generation of the Initiate initiation control signal when the voltage of the energy waveform 202 increases. The initiation threshold voltage level can be easily set in the vision system controller 124 via the user interface 128 can be adjusted so that the initiation threshold voltage can be easily adjusted by the user, or can be provided in any other convenient manner.

Die Belichtungszeiträume 204, 210, 216, 222, 206, 212, 218, 224, 208, 214, 220, 226 in 2 veranschaulichen die Belichtungszeiträume, während denen die Lichtsensoranordnung in der Kamera 126 mit der Lichtenergie bestrahlt wird, die von der Schweißregion 109 abgestrahlt oder reflektiert wird und die durch den Schweißprozess generiert wird oder von externer Beleuchtung stammt, wie unten noch ausführlicher beschrieben wird. Wie oben erläutert, erzeugt die Kamera 126 die jeweiligen Rohbilder 204', 210', 216', 222', 206', 212', 218', 208', 214', 220', 226' anhand der Lichtenergie, die durch die Lichtsensoranordnung der Kamera 126 während der jeweiligen Belichtungszeiträume 204, 210, 216, 222, 206, 212, 218, 224, 208, 214, 220 und 226 absorbiert wird. Der erste Satz aus vier Rohbildern 204', 210', 216', 222' wird in einer Weise miteinander verschmolzen, die unten noch ausführlicher erläutert wird, um das erste zusammengesetzte Bild 253 zu erzeugen. Gleichermaßen wird der zweite Satz aus vier Rohbildern 206', 212', 218', 224' in derselben Weise miteinander verschmolzen, um das zweite zusammengesetzte Bild 255 zu erzeugen. Der dritte Satz aus vier Rohbildern 208', 214', 220', 226' wird ebenfalls in derselben Weise miteinander verschmolzen, um das dritte zusammengesetzte Bild 257 zu erzeugen. Natürlich werden noch weitere zusammengesetzte Bilder, die symbolisch durch die Punkte N in 2 dargestellt sind, durch die Sichtsystemsteuereinheit 124 (1) aus weiteren Rohbildern erzeugt, die symbolisch durch die Punkte n' in 2 dargestellt sind, während der Schweißprozess fortgesetzt wird, so dass ein Video des Schweißprozesses aus einem Strom der zusammengesetzten Bilder 253, 255, 257, ..., N erzeugt werden kann, während sich das Lichtbogenschweißsystem 102 entlang der Werkstücke 110, 112 bewegt, wie durch den Pfeil 105 in 1 angedeutet ist.The exposure periods 204 . 210 . 216 . 222 . 206 . 212 . 218 . 224 . 208 . 214 . 220 . 226 in 2 illustrate the exposure periods during which the light sensor arrangement in the camera 126 is irradiated with the light energy coming from the welding region 109 is emitted or reflected and that is generated by the welding process or originates from external illumination, as will be described in more detail below. As explained above, the camera generates 126 the respective raw pictures 204 ' . 210 ' . 216 ' . 222 ' . 206 ' . 212 ' . 218 ' . 208 ' . 214 ' . 220 ' . 226 ' on the basis of the light energy generated by the light sensor arrangement of the camera 126 during the respective exposure periods 204 . 210 . 216 . 222 . 206 . 212 . 218 . 224 . 208 . 214 . 220 and 226 is absorbed. The first set of four raw images 204 ' . 210 ' . 216 ' . 222 ' is fused together in a manner which will be explained in more detail below to the first composite image 253 to create. Likewise, the second sentence becomes four raw images 206 ' . 212 ' . 218 ' . 224 ' fused together in the same way to the second composite image 255 to create. The third movement of four raw images 208 ' . 214 ' . 220 ' . 226 ' is also fused together in the same way to the third composite image 257 to create. Of course, there will be more composite images symbolically represented by dots N in 2 represented by the vision system control unit 124 ( 1 ) is generated from further raw images symbolically represented by the points n 'in 2 While the welding process is continued, so that a video of the welding process from a stream of composite images 253 . 255 . 257 , ..., N can be generated while the arc welding system 102 along the workpieces 110 . 112 moves as indicated by the arrow 105 in 1 is indicated.

Wie in 2 veranschaulicht, ist der erste Belichtungszeitraum 204 für das erste Rohbild 204', das zum Erzeugen des ersten zusammengesetzten Bildes 253 verwendet wird, der gleiche Zeitbetrag und erfolgt während derselben Phase der Energiewellenform 202 wie der erste Belichtungszeitraum 206 für das erste Rohbild 206', das zum Erzeugen des zweiten zusammengesetzten Bildes 255 verwendet wird. Gleichermaßen ist der erste Belichtungszeitraum 208 für das erste Rohbild 208', das zum Erzeugen des dritten zusammengesetzten Bildes 257 verwendet wird, der gleiche Zeitbetrag und erfolgt während derselben Phase der Energiewellenform 202 wie die ersten und die zweiten Belichtungszeiträume 204, 206. Gleichermaßen sind die zweiten Belichtungszeiträume 210, 212, 214 für die Rohbilder 210', 212', 214', die zum Erzeugen der jeweiligen zusammengesetzten Bilder 253, 255, 257 verwendet werden, untereinander gleich und erfolgen untereinander während derselben Phase der Energiewellenform 202. Gleichermaßen sind die dritten Belichtungszeiträume 216, 218, 220 für die Rohbilder 216', 218', 220', die zum Erzeugen der jeweiligen zusammengesetzten Bilder 253, 255, 257 verwendet werden, ebenfalls untereinander gleich und erfolgen untereinander während derselben Phase der Energiewellenform 202. Des Weiteren sind die vierten Belichtungszeiträume 222, 224, 226 für die Rohbilder 222', 224', 226', die zum Erzeugen der jeweiligen zusammengesetzten Bilder 253, 255, 257 verwendet werden, ebenfalls untereinander gleich und erfolgen untereinander während derselben Phase der Energiewellenform 202.As in 2 is the first exposure period 204 for the first raw picture 204 ' for generating the first composite image 253 is used, the same amount of time and occurs during the same phase of the energy waveform 202 like the first exposure period 206 for the first raw picture 206 ' for generating the second composite image 255 is used. Likewise, the first exposure period is 208 for the first raw picture 208 ' for generating the third composite image 257 is used, the same amount of time and occurs during the same phase of the energy waveform 202 like the first and second exposure periods 204 . 206 , Likewise, the second exposure periods are 210 . 212 . 214 for the raw images 210 ' . 212 ' . 214 ' for generating the respective composite images 253 . 255 . 257 are used, equal to each other, and are performed among each other during the same phase of the energy waveform 202 , Likewise, the third exposure periods are 216 . 218 . 220 for the raw images 216 ' . 218 ' . 220 ' for generating the respective composite images 253 . 255 . 257 are also equal to each other and are performed among each other during the same phase of the energy waveform 202 , Furthermore, the fourth exposure periods 222 . 224 . 226 for the raw images 222 ' . 224 ' . 226 ' for generating the respective composite images 253 . 255 . 257 are also equal to each other and are performed among each other during the same phase of the energy waveform 202 ,

Wie in 2 gezeigt, wird jeder der Belichtungszeiträume 204, 210, 216, 222 für die jeweiligen Rohbilder 204', 210', 216', 222' beim gleichen Schwellenspannungspegel auf der Energiewellenform 102 initiiert, d. h. an den jeweiligen Initiierungs-Auslöserpunkten 228, 240, 252, 264, aber sie dauern durch eine größere Phase der Energiewellenform 202 hindurch fort, die sich über einen längeren Zeitraum des Schweißprozesses erstreckt. Darum hat jedes einzelne Rohbild 204', 210', 216', 222', das zum Erzeugen des ersten zusammengesetzten Bildes 253 verwendet wird, einen progressiv längeren Belichtungszeitraum 204, 210, 216, 222 an der Schweißregion 109 (1) oder an Merkmalen in der Schweißregion 109. Das gleiche Prinzip gilt für die Belichtungszeiträume 206, 212, 218, 224 für die Rohbilder 206', 212', 218', 224', die zum Erzeugen des zweiten zusammengesetzten Bildes 255 verwendet werden, und für die Belichtungszeiträume 208, 214, 220, 226 für die Rohbilder 208', 214', 220', 226', die zum Erzeugen des dritten zusammengesetzten Bildes 257 verwendet werden.As in 2 shown, each of the exposure periods 204 . 210 . 216 . 222 for the respective raw images 204 ' . 210 ' . 216 ' . 222 ' at the same threshold voltage level on the energy waveform 102 initiated, ie at the respective initiation trigger points 228 . 240 . 252 . 264 but they last through a larger phase of energy waveform 202 through, which extends over a longer period of the welding process. That's why every single raw picture has 204 ' . 210 ' . 216 ' . 222 ' for generating the first composite image 253 is used, a progressively longer exposure period 204 . 210 . 216 . 222 at the welding area 109 ( 1 ) or features in the weld region 109 , The same principle applies to the exposure periods 206 . 212 . 218 . 224 for the raw images 206 ' . 212 ' . 218 ' . 224 ' for generating the second composite image 255 used and for the exposure periods 208 . 214 . 220 . 226 for the raw images 208 ' . 214 ' . 220 ' . 226 ' for generating the third composite image 257 be used.

Wie oben erläutert, werden in der in 2 veranschaulichten beispielhaften Belichtungstechnik 200 alle Belichtungszeiträume 204, 210, 216, 222, 206, 212, 218, 224, 208, 214, 220, 226 bei Detektion eines zuvor festgelegten Initiierungs-Spannungsschwellenpegels initiiert, wenn die Spannung der Energiewellenform 202 steigt. Wenn detektiert wird, dass die Spannung in der Energiewellenform 202 auf den zuvor festgelegten Initiierungs-Spannungsschwellenpegel steigt, so gibt die Sichtsystemsteuereinheit 124 ein Initiierungsauslösersignal an die Kamera 126 aus, woraufhin die Kamera 126 die Bestrahlung der Lichtsensoranordnung mit der Lichtenergie, die von Merkmalen in der Schweißregion 109 abgestrahlt oder reflektiert wird (1), initiiert, wie oben erläutert. Darum bewirkt die Detektion eines solchen Initiierungs-Spannungspegels an dem ersten Initiierungs-Auslösepunkt 228, dass die Sichtsystemsteuereinheit 124 ein Initiierungs-Steuersignal an die Kamera 126 ausgibt, um den ersten Belichtungszeitraum 204 zu initiieren. Gleichermaßen bewirkt die Detektion eines solchen Initiierungs-Spannungspegels an dem zweiten Initiierungs-Auslösepunkt 240, dass die Sichtsystemsteuereinheit 124 ein Initiierungs-Steuersignal an die Kamera 126 ausgibt, um den zweiten Belichtungszeitraum 210 zu initiieren. Die Detektion eines solchen Initiierungs-Spannungspegels an dem dritten Initiierungs-Auslösepunkt 252 veranlasst die Sichtsystemsteuereinheit 124, ein Initiierungs-Steuersignal an die Kamera 126 auszugeben, um den dritten Belichtungszeitraum 216 zu initiieren; die Detektion eines solchen Initiierungs-Spannungspegels an dem vierten Initiierungs-Auslösepunkt 264 veranlasst die Sichtsystemsteuereinheit 124, ein Initiierungs-Steuersignal an die Kamera 126 auszugeben, um den vierten Belichtungszeitraum 222 zu initiieren; die Detektion eines solchen Initiierungs-Spannungspegels an dem fünften Initiierungs-Auslösepunkt 232 veranlasst die Sichtsystemsteuereinheit 124, ein Initiierungs-Steuersignal an die Kamera 126 auszugeben, um den fünften Belichtungszeitraum 206 zu initiieren; die Detektion eines solchen Initiierungs-Spannungspegels an dem sechsten Initiierungs-Auslösepunkt 244 veranlasst die Sichtsystemsteuereinheit 124, ein Initiierungs-Steuersignal an die Kamera 126 auszugeben, um den sechsten Belichtungszeitraum 212 zu initiieren; die Detektion eines solchen Initiierungs-Spannungspegels an dem siebenten Initiierungs-Auslösepunkt 256 veranlasst die Sichtsystemsteuereinheit 124, ein Initiierungs-Steuersignal an die Kamera 126 auszugeben, um den siebenten Belichtungszeitraum 218 zu initiieren; die Detektion eines solchen Initiierungs-Spannungspegels an dem achten Initiierungs-Auslösepunkt 268 veranlasst die Sichtsystemsteuereinheit 124, ein Initiierungs-Steuersignal an die Kamera 126 auszugeben, um den achten Belichtungszeitraum 224 zu initiieren; die Detektion eines solchen Initiierungs-Spannungspegels an dem neunten Initiierungs-Auslösepunkt 236 veranlasst die Sichtsystemsteuereinheit 124, ein Initiierungs-Steuersignal an die Kamera 126 auszugeben, um den neunten Belichtungszeitraum 208 zu initiieren; die Detektion eines solchen Initiierungs-Spannungspegels an dem zehnten Initiierungs-Auslösepunkt 248 veranlasst die Sichtsystemsteuereinheit 124, ein Initiierungs-Steuersignal an die Kamera 126 auszugeben, um den zehnten Belichtungszeitraum 214 zu initiieren; die Detektion eines solchen Initiierungs-Spannungspegels an dem elften Initiierungs-Auslösepunkt 260 veranlasst die Sichtsystemsteuereinheit 124, ein Initiierungs-Steuersignal an die Kamera 126 auszugeben, um den elften Belichtungszeitraum 220 zu initiieren; und die Detektion eines solchen Initiierungs-Spannungspegels an dem zwölften Initiierungs-Auslösepunkt 272 veranlasst die Sichtsystemsteuereinheit 124, ein Initiierungs-Steuersignal an die Kamera 126 auszugeben, um den zwölften Belichtungszeitraum 226 zu initiieren. Dieser Prozess wird so lange fortgesetzt, wie der Nutzer die Bildgabe für den Schweißvorgang fortsetzen will.As explained above, in the in 2 Illustrated exemplary exposure technique 200 all exposure periods 204 . 210 . 216 . 222 . 206 . 212 . 218 . 224 . 208 . 214 . 220 . 226 upon detection of a predetermined initiation voltage threshold level when the voltage of the energy waveform 202 increases. When it is detected that the voltage in the energy waveform 202 rises to the previously set initiation voltage threshold level, the vision system controller issues 124 an initiation trigger signal to the camera 126 out, prompting the camera 126 the irradiation of the light sensor arrangement with the light energy of features in the welding region 109 is emitted or reflected ( 1 ), as explained above. Therefore, the detection of such an initiation voltage level at the first initiation trip point 228 in that the vision system control unit 124 an initiation control signal to the camera 126 will spend the first exposure period 204 to initiate. Likewise, the detection of such initiation voltage level at the second initiation trip point 240 in that the vision system control unit 124 an initiation control signal to the camera 126 returns to the second exposure period 210 to initiate. The detection of such an initiation voltage level at the third initiation trip point 252 initiates the vision system control unit 124 , an initiation control signal to the camera 126 to spend the third exposure period 216 to initiate; the detection of such initiation voltage level at the fourth initiation trip point 264 initiates the vision system control unit 124 , an initiation control signal to the camera 126 to spend the fourth exposure period 222 to initiate; the detection of such an initiation voltage level at the fifth initiation trip point 232 initiates the vision system control unit 124 , an initiation control signal to the camera 126 to spend the fifth exposure period 206 to initiate; the detection of such initiation voltage level at the sixth initiation trip point 244 initiates the vision system control unit 124 , an initiation control signal to the camera 126 output to the sixth exposure period 212 to initiate; the detection of such initiation voltage level at the seventh initiation trip point 256 initiates the vision system control unit 124 , an initiation control signal to the camera 126 to spend the seventh exposure period 218 to initiate; the detection of such initiation voltage level at the eighth initiation trip point 268 initiates the vision system control unit 124 , an initiation control signal to the camera 126 to spend the eighth exposure period 224 to initiate; the detection of such initiation voltage level at the ninth initiation trip point 236 initiates the vision system control unit 124 , an initiation control signal to the camera 126 to spend the ninth exposure period 208 to initiate; the detection of such an initiation voltage level at the tenth initiation trip point 248 initiates the vision system control unit 124 , an initiation control signal to the camera 126 spend the tenth exposure period 214 to initiate; the detection of such initiation voltage level at the eleventh initiation trip point 260 initiates the vision system control unit 124 , an initiation control signal to the camera 126 to spend the eleventh exposure period 220 to initiate; and detecting such an initiation voltage level at the twelfth initiation trip point 272 initiates the vision system control unit 124 , an initiation control signal to the camera 126 to spend the twelfth exposure period 226 to initiate. This process continues as long as the user wants to continue imaging for the welding process.

Die Sichtsystemsteuereinheit 124 steuert außerdem die Dauer der jeweiligen ersten bis zwölften Belichtungszeiträume 204, 210, 216, 222, 206, 212, 218, 224, 208, 214, 220, 226 und darüber hinaus. Dementsprechend generiert die Sichtsystemsteuereinheit 124 – und sendet an die Kamera 126 (1) – ein Belichtungsbeendigungs-Steuersignal einen gewissen Zeitraum nach jedem Belichtungsinitiierungs-Steuersignal, woraufhin die Kamera 126 die Bestrahlung der Lichtsensoranordnung mit dem Licht, das von der Schweißregion 109 abgestrahlt oder reflektiert wird, beendet. Wie in 2 veranschaulicht, ist die Sichtsystemsteuereinheit 126 dafür programmiert, Beendigungs-Steuersignale zu generieren und zu den jeweiligen Zeitpunkten, die den Beendigungs-Auslöserpunkten 230, 242, 254, 266, 234, 246, 258, 270, 238, 250, 262, 274 auf der Energiewellenform 202 entsprechen, an die Kamera 126 zu senden, um die jeweiligen Belichtungszeiträume 204, 210, 216, 222, 206, 212, 218, 224, 208, 214, 220, 226 zu beenden. Die Sichtsystemsteuereinheit 124 kann dafür programmiert sein, die Belichtungsbeendigungs-Steuersignale zu generieren und an die Kamera 126 zu senden entweder durch: (i) Zählen der verstrichenen Zeit nach Auslösung jedes Belichtungsinitiierungs-Steuersignals an den jeweiligen Initiierungs-Auslöserpunkten 228, 240, 252, 264, 232, 244, 256, 268, 236, 248, 260 und 272 und – nach Verstreichen eines zuvor festgelegten Zeitraums nach Auslösung eines jeden solchen Initiierungs-Steuersignals – Generieren des Belichtungsbeendigungs-Steuersignals, oder (ii) Bestimmen, wann die Spannung auf der Energiewellenform 102 mit einer zuvor festgelegten Beendigungsspannungsschwelle übereinstimmt, und bei Feststellung einer solchen Übereinstimmung, Generieren des Belichtungsbeendigungs-Steuersignals. Beispiele solcher zuvor festgelegten Zeiträume und solcher zuvor festgelegten Beendigungsspannungsschwellen zum Auslösen der Sichtsystemsteuereinheit 124, um die Belichtungsbeendigungs-Steuersignale zu generieren, entsprechen den Beendigungs-Auslöserpunkten 230, 242, 254, 266, 234, 246, 258, 270, 238, 250, 262, 274 auf der Energiewellenform 202 in 2. Auch hier sind, wie oben erläutert und in 2 gezeigt, die Rohbilder 204', 210', 216', 222', die dafür verwendet werden, das erste zusammengesetzte Bild 253 zu erzeugen, verschieden, zum Beispiel progressiv länger, wodurch die Wahrscheinlichkeit minimiert wird, dass Sensoren in der Lichtsensoranordnung in dem kürzesten Belichtungszeitraum 204 für das erste Rohbild 204' durch die intensivste Lichtenergie, die von den hellsten Merkmalen, zum Beispiel dem Lichtbogen 107 und dem Plasma 108, der Schweißregion 109 (1) ausgeht, überbelichtet werden, während die Wahrscheinlichkeit maximiert wird, dass Sensoren in der Lichtsensoranordnung einen Teil der Lichtenergie von den dunkleren Merkmalen, zum Beispiel der Schweißraupe 103 und den Werkstücken 110, 112, in der Schweißregion 109 während des längsten Belichtungszeitraums 222 für das Rohbild 222 aufnehmen, und außerdem die Wahrscheinlichkeit erhöht wird, dass die zweiten und dritten Rohbilder 210' und 216', die mit den Zwischenbelichtungszeiträumen 210, 216 erzeugt werden, gute Ansichten der Merkmale, die Lichtenergie von moderater Intensität abstrahlen oder reflektieren, erbringen, wie zum Beispiel die Elektrode 106, die Schweißpfütze 111 oder die Schmelzzone 113. Gleichermaßen sind die Rohbilder 206', 212', 218', 224', die dafür verwendet werden, das zweite zusammengesetzte Bild 255 zu erzeugen, und die Rohbilder 208', 214', 220', 226', die dafür verwendet werden, das dritte zusammengesetzte Bild 257 zu erzeugen, aus den gleichen Gründen verschieden, zum Beispiel progressiv länger. Des Weiteren verschmilzt die in 2 veranschaulichte beispielhafte Belichtungs- und Verschmelzungstechnik zwar vier Rohbilder, um jedes zusammengesetzte Bild 253, 255, 257 zu erzeugen, doch könnten auch mehr oder weniger als vier Rohbilder verschmolzen werden, um die zusammengesetzten Bilder zu erzeugen. Die Blende und die Empfindlichkeit der Kamera 126 können ebenfalls für einige oder alle Belichtungen variiert werden, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass verschiedene Merkmale oder Abschnitte der Schweißregion 109 während jedes Belichtungszeitraums in verwertbarer Weise aufgenommen werden können. Des Weiteren kann die optionale dynamische Abdunkelungsscheibe 130 (1) verwendet werden, wie unten noch ausführlicher erläutert wird, um die Intensitäten der Lichtenergie der Schweißregion 109, die die Kamera 126 erreicht, zu dämpfen und zu variieren, im die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass verschiedene Merkmale oder Abschnitte der Schweißregionen 109 effektiv durch die Lichtsensoranordnung für ein oder mehrere der Rohbilder, die zum Erzeugen der zusammengesetzten Bilder verwendet werden, aufgenommen werden können.The vision system controller 124 also controls the duration of the respective first to twelfth exposure periods 204 . 210 . 216 . 222 . 206 . 212 . 218 . 224 . 208 . 214 . 220 . 226 and beyond. Accordingly, the vision system controller generates 124 - and sends to the camera 126 ( 1 ) - an exposure completion control signal a certain period after each exposure initiation control signal, whereupon the camera 126 the irradiation of the light sensor assembly with the light coming from the welding region 109 emitted or reflected, finished. As in 2 is the vision system controller 126 programmed to generate termination control signals and at the respective times that the termination trigger points 230 . 242 . 254 . 266 . 234 . 246 . 258 . 270 . 238 . 250 . 262 . 274 on the energy waveform 202 correspond to the camera 126 to send to the respective exposure periods 204 . 210 . 216 . 222 . 206 . 212 . 218 . 224 . 208 . 214 . 220 . 226 to end. The vision system controller 124 may be programmed to generate the exposure completion control signals and to the camera 126 by either: (i) counting the elapsed time after each exposure initiation control signal is triggered at the respective initiation trigger points 228 . 240 . 252 . 264 . 232 . 244 . 256 . 268 . 236 . 248 . 260 and 272 and - after elapse of a predetermined period after initiation of each such initiation control signal, generating the exposure termination control signal, or (ii) determining when the voltage on the energy waveform 102 coincident with a predetermined termination voltage threshold, and upon detection of such coincidence, generating the exposure completion control signal. Examples of such predetermined periods and preset termination thresholds for triggering the vision system controller 124 to generate the exposure completion control signals correspond to the completion trigger points 230 . 242 . 254 . 266 . 234 . 246 . 258 . 270 . 238 . 250 . 262 . 274 on the energy waveform 202 in 2 , Again, as explained above and in 2 shown the raw images 204 ' . 210 ' . 216 ' . 222 ' that are used for the first composite image 253 for example, progressively longer, thereby minimizing the likelihood of sensors in the light sensor assembly in the shortest exposure period 204 for the first raw picture 204 ' through the most intense light energy from the brightest features, for example the arc 107 and the plasma 108 , the welding region 109 ( 1 ) are overexposed while maximizing the likelihood that sensors in the light sensor array will capture some of the light energy from the darker features, such as the weld bead 103 and the workpieces 110 . 112 , in the sweat region 109 during the longest exposure period 222 for the raw picture 222 In addition, the probability increases that the second and third raw images 210 ' and 216 ' that with the intermediate exposure periods 210 . 216 provide good views of features that radiate or reflect light energy of moderate intensity, such as the electrode 106 , the sweat puddle 111 or the melting zone 113 , Likewise, the raw pictures 206 ' . 212 ' . 218 ' . 224 ' which are used for the second composite image 255 to generate, and the raw images 208 ' . 214 ' . 220 ' . 226 ' that are used for the third composite image 257 for the same reasons different, for example, progressively longer. Furthermore, the merges into 2 Although exemplary exposure and fusing technique illustrated four raw images to each composite image 253 . 255 . 257 but more or less than four raw images could be merged to produce the composite images. The aperture and the sensitivity of the camera 126 may also be varied for some or all exposures to increase the likelihood that different features or portions of the weld region 109 during each exposure period in a usable way. Furthermore, the optional dynamic dimming disc 130 ( 1 ), as will be explained in more detail below, the intensities of the light energy of the weld region 109 holding the camera 126 Achieved, dampen and vary in the likelihood of increasing various features or sections of the sweat regions 109 can be effectively picked up by the light sensor assembly for one or more of the raw images used to produce the composite images.

Die Rohbilder 204', 210', 216', 222' werden durch die Kamera 126 aufgenommen, werden an die Sichtsystemsteuereinheit 124 übermittelt und werden dann durch die Sichtsystemsteuereinheit 124 verschmolzen, um das erste zusammengesetzte Bild 253 zu erzeugen. Gleichermaßen werden die durch die Kamera 126 aufgenommenen Rohbilder 206', 212', 218', 224' an die Sichtsystemsteuereinheit 124 übermittelt und verschmolzen, um das zweite zusammengesetzte Bild 255 zu erzeugen, und die Rohbilder 208', 214', 220', 226' werden verschmolzen, um das dritte zusammengesetzte Bild 257 zu erzeugen. Die zusammengesetzten Bilder 253, 255, 257 werden durch die Sichtsystemsteuereinheit 124 gemäß Techniken erzeugt, die unten beschrieben werden und in dem Flussdiagramm von 6 gezeigt sind. Die zusammengesetzten Bilder 253, 255, 257 können dann auf der Benutzerschnittstelle 128 angezeigt werden und in einem Speicher, der in der Steuereinheit 124 enthalten ist, oder an einem sonstigen Ort gespeichert werden, um später angezeigt und analysiert zu werden und um Parameter des Lichtbogenschweißsystems 102 zu variieren, um die Qualität anderer Eigenschaften der Schweißnaht zu verbessern. Eine Reihe der zusammengesetzten Bilder 253, 255, 257, ..., N kann auch in rascher Folge angezeigt werden, um ein Video des Schweißprozesses in Echtzeit bereitzustellen oder um gespeichert und anschließend betrachtet zu werden. Die zusammengesetzten Bilder 253, 255, 257 können auch mit maschinellen Bildgabe- und Strukturerkennungstechniken verwendet werden, um eine automatisierte Echtzeitsteuerung des Lichtbogenschweißsystems 102 durchzuführen, wie unten noch ausführlicher erläutert wird.The raw pictures 204 ' . 210 ' . 216 ' . 222 ' be through the camera 126 are added to the vision system control unit 124 are transmitted and then by the vision system control unit 124 fused to the first composite image 253 to create. Likewise, those by the camera 126 recorded raw images 206 ' . 212 ' . 218 ' . 224 ' to the vision system controller 124 transmitted and merged to the second composite image 255 to generate, and the raw images 208 ' . 214 ' . 220 ' . 226 ' are merged to the third composite image 257 to create. The composite pictures 253 . 255 . 257 be through the vision system control unit 124 according to techniques described below and in the flow chart of 6 are shown. The composite pictures 253 . 255 . 257 can then on the user interface 128 be displayed and stored in a memory in the control unit 124 is stored, or stored elsewhere, for later viewing and analysis, and parameters of the arc welding system 102 to vary in order to improve the quality of other properties of the weld. A series of composite images 253 . 255 . 257 , ..., N can also be displayed in rapid succession to provide a video of the welding process in real time or to be stored and subsequently viewed. The composite pictures 253 . 255 . 257 can also be used with machine imaging and pattern recognition techniques to provide automated real-time control of the arc welding system 102 as will be explained in more detail below.

Eine weitere beispielhafte progressive Belichtungstechnik 300 ist in 3 mit Initiierungs-Auslöserpunkten 352, 364, 376, 388, 356, 368, 380, 392, 360, 372, 384, 395 veranschaulicht, die von der Detektion eines Belichtungsinitiierungsschwellenwertes 303 auf der Stromversorgungswellenform 302 verzögert sind. Der Einfachheit halber, und zum Vergleich, ist die in 3 veranschaulichte beispielhafte Stromversorgungswellenform 302 eine Sinuswellenform ähnlich der Sinuswellenform 202 in 2, aber es könnten auch andere Arten von Wellenformen, wie zum Beispiel gepulste Wechselstrom- oder Gleichstromwellenformen, einschließlich geformter Wellenformen mit speziell angepassten oder spezialisierten Anstiegs-, Spitzen-, Hintergrund- und Ausklinggefällen und Amplituden, wie sie häufig in vielen modernen Schweißsystemen verwendet werden, mit dieser Technik 300 verwendet werden. Der Belichtungsinitiierungsschwellenwert 303 in dem Beispiel von 3 ist ein Spannungswert auf der Energiewellenform 302, aber er könnte auch ein Stromwert, ein Impedanzwert oder eine sonstige elektrische Eigenschaft in, oder im Zusammenhang mit, der Energiewellenform 302 sein. Der Belichtungsinitiierungsschwellenspannung 303 wird durch die Sichtsystemsteuereinheit 124 an Spannungsschwellenpunkten 328, 330, 332, 334, 336, 338, 340, 342, 344, 346, 348, 350 auf der Energiewellenform 303 detektiert. Anstatt jedoch ein Belichtungsinitiierungs-Steuersignal sofort bei Detektion der Initiierungs-Schwellenspannung 303 auszulösen, erzeugt die Sichtsystemsteuereinheit 124 eine Verzögerung zum Erzeugen der Belichtungsinitiierungs-Steuersignale bei einer späteren Phase auf der Energiewellenform 302, zum Beispiel an den Initiierungs-Auslöserpunkten 352, 364, 376, 388, 356, 368, 380, 392, 360, 372, 384, 395 auf der Energiewellenform. Jedes dieser Belichtungsinitiierungs-Steuersignale wird an die Kamera 126 gesendet, um eine Bestrahlung der Lichtsensoranordnung in der Kamera 126 mit der Lichtenergie, die von der Schweißregion 109 abgestrahlt oder reflektiert wird (1), für die jeweiligen Belichtungszeiträume 304, 310, 316, 322, 306, 312, 318, 324, 308, 314, 320, 326 zu initiieren, um die jeweiligen Rohbilder 304', 310', 316', 322', 306', 312', 318', 324', 308', 314', 320', 326' zu erzeugen. Die Sichtsystemsteuereinheit 124 erzeugt außerdem, und sendet, Belichtungsbeendigungs-Steuersignale an die Kamera 126 zum Beenden der jeweiligen Belichtungszeiträume 304, 310, 316, 322, 306, 312, 318, 324, 308, 314, 320, 326 für die Rohbilder 304', 310', 316', 322', 306', 312', 318', 324', 308', 314', 320', 326'. Wie oben für das Beispiel von 2 erläutert, werden die vier Rohbilder 304', 310', 316', 322' miteinander verschmolzen, um ein erstes zusammengesetztes Bild 397 zu erzeugen; die nächsten vier Rohbilder 306', 312', 318', 324' werden miteinander verschmolzen, um das zweite zusammengesetzte Bild 398 zu erzeugen; und die nächsten vier Rohbilder 308', 314', 320', 326' werden miteinander verschmolzen, um das dritte zusammengesetzte Bild 399 zu erzeugen.Another exemplary progressive exposure technique 300 is in 3 with initiation trigger points 352 . 364 . 376 . 388 . 356 . 368 . 380 . 392 . 360 . 372 . 384 . 395 Figure 4 illustrates the detection of an exposure initiation threshold 303 on the power supply waveform 302 are delayed. For the sake of simplicity, and for comparison, the in 3 illustrated exemplary power supply waveform 302 a sine waveform similar to the sine waveform 202 in 2 but other types of waveforms could also be used, such as pulsed AC or DC waveforms, including shaped waveforms with specially adapted or specialized slope, peak, background, and fading slopes, and amplitudes commonly used in many modern welding systems. with this technique 300 be used. The exposure initiation threshold 303 in the example of 3 is a voltage value on the energy waveform 302 but it could also be a current value, an impedance value, or some other electrical property in, or related to, the energy waveform 302 be. The exposure initiation threshold voltage 303 is through the vision system control unit 124 at voltage threshold points 328 . 330 . 332 . 334 . 336 . 338 . 340 . 342 . 344 . 346 . 348 . 350 on the energy waveform 303 detected. Instead, however, an exposure initiation control signal immediately upon detection of the initiation threshold voltage 303 trigger the vision system controller 124 a delay for generating the exposure initiation control signals at a later stage on the energy waveform 302 , for example at the initiation trigger points 352 . 364 . 376 . 388 . 356 . 368 . 380 . 392 . 360 . 372 . 384 . 395 on the energy waveform. Each of these Exposure initiation control signals are sent to the camera 126 sent to an irradiation of the light sensor arrangement in the camera 126 with the light energy coming from the sweat region 109 is emitted or reflected ( 1 ), for the respective exposure periods 304 . 310 . 316 . 322 . 306 . 312 . 318 . 324 . 308 . 314 . 320 . 326 to initiate the respective raw images 304 ' . 310 ' . 316 ' . 322 ' . 306 ' . 312 ' . 318 ' . 324 ' . 308 ' . 314 ' . 320 ' . 326 ' to create. The vision system controller 124 also generates, and sends, exposure completion control signals to the camera 126 to end the respective exposure periods 304 . 310 . 316 . 322 . 306 . 312 . 318 . 324 . 308 . 314 . 320 . 326 for the raw images 304 ' . 310 ' . 316 ' . 322 ' . 306 ' . 312 ' . 318 ' . 324 ' . 308 ' . 314 ' . 320 ' . 326 ' , As above for the example of 2 explains, the four raw images 304 ' . 310 ' . 316 ' . 322 ' fused together to form a first composite image 397 to create; the next four raw pictures 306 ' . 312 ' . 318 ' . 324 ' are merged together to form the second composite image 398 to create; and the next four raw pictures 308 ' . 314 ' . 320 ' . 326 ' are merged together to form the third composite image 399 to create.

Wie ebenfalls oben für das Beispiel von 2 erläutert, erzeugt die Sichtsystemsteuereinheit 124 progressiv längere Belichtungszeiträume 304, 310, 316, 322 für die Rohbilder 304', 310', 316', 322', die dafür verwendet werden, das erste zusammengesetzte Bild 397 zu erzeugen. Gleichermaßen erzeugt die Sichtsystemsteuereinheit 124 progressiv längere Belichtungszeiträume 306, 312, 318, 324 für die Rohbilder 306', 312', 318', 324', die dafür verwendet werden, das zweite zusammengesetzte Bild 398 zu erzeugen, und sie erzeugt progressiv längere Belichtungszeiträume 308, 314, 320, 326, die dafür verwendet werden, das dritte zusammengesetzte Bild 399 zu erzeugen. Die jeweiligen Belichtungszeiträume 304, 306, 308 für die ersten Rohbilder 304', 306', 308', die dafür verwendet werden, die jeweiligen zusammengesetzten Bilder 397, 398, 399 zu erzeugen, haben jeweils die gleiche Dauer und erfolgen in derselben Phase der Energiewellenform 302. Gleichermaßen haben die jeweiligen Belichtungszeiträume 304, 306, 308 für die zweiten Rohbilder 310', 312', 314', die dafür verwendet werden, die jeweiligen zusammengesetzten Bilder 397, 398, 399 zu erzeugen, jeweils die gleiche Dauer und erfolgen in derselben Phase der Energiewellenform 302; die jeweiligen Belichtungszeiträume 304, 306, 308 für die dritten Rohbilder 316', 318', 320', die dafür verwendet werden, die jeweiligen zusammengesetzten Bilder 397, 398, 399 zu erzeugen, haben jeweils die gleiche Dauer und erfolgen in derselben Phase der Energiewellenform 302; und die jeweiligen Belichtungszeiträume 322, 324, 326 für die dritten Rohbilder 304', 306', 308', die dafür verwendet werden, die jeweiligen zusammengesetzten Bilder 397, 398, 399 zu erzeugen, haben jeweils die gleiche Dauer und erfolgen in derselben Phase der Energiewellenform 302. Dementsprechend werden die Belichtungszeiträume 304, 310, 316, 322 für die vier Rohbilder 304', 310', 316', 322', die dafür verwendet werden, das erste zusammengesetzte Bild 397 zu erzeugen, an den jeweiligen Beendigungspunkten 354, 366, 378, 390 auf der Energiewellenform 302 beendet; die Belichtungszeiträume 306, 312, 318, 324 für die nächsten vier Rohbilder 306', 312', 318', 324', die dafür verwendet werden, das zweite zusammengesetzte Bild 398 zu erzeugen, werden an den jeweiligen Beendigungspunkten 358, 370, 382, 394 auf der Energiewellenform 302 beendet; und die Belichtungszeiträume 308, 314, 320, 326 für die nächsten vier Rohbilder 308', 314', 320', 326', die dafür verwendet werden, das dritte zusammengesetzte Bild 399 zu erzeugen, werden an den jeweiligen Beendigungspunkten 362, 374, 386, 396 auf der Energiewellenform 302 beendet.As also above for the example of 2 explains, generates the vision system control unit 124 progressively longer exposure periods 304 . 310 . 316 . 322 for the raw images 304 ' . 310 ' . 316 ' . 322 ' that are used for the first composite image 397 to create. Likewise, the vision system controller generates 124 progressively longer exposure periods 306 . 312 . 318 . 324 for the raw images 306 ' . 312 ' . 318 ' . 324 ' which are used for the second composite image 398 and produces progressively longer exposure periods 308 . 314 . 320 . 326 that are used for the third composite image 399 to create. The respective exposure periods 304 . 306 . 308 for the first raw pictures 304 ' . 306 ' . 308 ' which are used for the respective composite images 397 . 398 . 399 each have the same duration and occur in the same phase of the energy waveform 302 , Likewise, the respective exposure periods have 304 . 306 . 308 for the second raw pictures 310 ' . 312 ' . 314 ' which are used for the respective composite images 397 . 398 . 399 each generate the same duration and occur in the same phase of the energy waveform 302 ; the respective exposure periods 304 . 306 . 308 for the third raw pictures 316 ' . 318 ' . 320 ' which are used for the respective composite images 397 . 398 . 399 each have the same duration and occur in the same phase of the energy waveform 302 ; and the respective exposure periods 322 . 324 . 326 for the third raw pictures 304 ' . 306 ' . 308 ' which are used for the respective composite images 397 . 398 . 399 each have the same duration and occur in the same phase of the energy waveform 302 , Accordingly, the exposure periods become 304 . 310 . 316 . 322 for the four raw pictures 304 ' . 310 ' . 316 ' . 322 ' that are used for the first composite image 397 at the respective termination points 354 . 366 . 378 . 390 on the energy waveform 302 completed; the exposure periods 306 . 312 . 318 . 324 for the next four raw images 306 ' . 312 ' . 318 ' . 324 ' which are used for the second composite image 398 are generated at the respective termination points 358 . 370 . 382 . 394 on the energy waveform 302 completed; and the exposure periods 308 . 314 . 320 . 326 for the next four raw images 308 ' . 314 ' . 320 ' . 326 ' that are used for the third composite image 399 are generated at the respective termination points 362 . 374 . 386 . 396 on the energy waveform 302 completed.

Wenn wir also die Belichtungszeiträume 204, 210, 216, 222, 206, 212, 218, 224, 208, 214, 220, 226 in dem Beispiel von 2 mit den Belichtungszeiträumen 304, 310, 316, 322, 306, 312, 318, 324, 308, 314, 320, 326 in dem Beispiel von 3 vergleichen, so liegen die Rohbilder 304', 310', 316', 322', 306', 312', 318', 324', 308', 314', 320', 326', die dafür verwendet werden, die ersten, zweiten und dritten zusammengesetzten Bilder 397, 398, 399 in 3 zu erzeugen, in anderen Phasen der Energiewellenform 302 als den Phasen der Energiewellenform 202, in denen die Belichtungszeiträume 204, 210, 216, 222, 206, 212, 218, 224, 208, 214, 220, 226 stattfinden. Da die Intensitäten von Licht sowie die physischen Merkmale, die durch das Schweißsystem 102 in der Schweißregion 109 (1) erzeugt werden, in Abhängigkeit von der variierenden Spannung, dem variierenden Strom oder der variierenden Impedanz, die zu der Energiewellenform gehören, variieren, nehmen die durch die Kamera 126 in dem Beispiel von 3 erzeugten Rohbilder 304', 310', 316', 322', 306', 312', 318', 324', 308', 314', 320', 326' andere physische Merkmale und Lichtintensitäten in der Schweißregion 109 auf als die Rohbilder 204', 210', 216', 222', 206', 212', 218', 208', 214', 220', 226' in dem Beispiel von 2. Außerdem kann die Verzögerung in dem Beispiel von 3 zwischen den Detektionen der Belichtungsinitiierungsschwellenspannung an den Spannungsschwellenpunkten 328, 330, 332, 334, 336, 338, 340, 342, 344, 346, 348, 350 und den eigentlichen Initiierungs-Auslöserpunkten 352, 364, 376, 388, 356, 368, 380, 392, 360, 372, 384, 395 durch die Sichtsystemsteuereinheit 124 entweder automatisch oder durch manuelle Eingabe über die Benutzerschnittstelle 128 variiert werden, wenn ein Nutzer die entstandenen zusammengesetzten Bilder 397, 398, 399, ..., N betrachtet, um verschiedene Merkmale in der Schweißregion 109 zu sehen oder optimale Einstellungen für die gewünschte Bildqualität für die Merkmale zu finden, die der Nutzer in den zusammengesetzten Bildern 397, 398, 399, ..., N zu betrachten wünscht.So if we have the exposure periods 204 . 210 . 216 . 222 . 206 . 212 . 218 . 224 . 208 . 214 . 220 . 226 in the example of 2 with the exposure periods 304 . 310 . 316 . 322 . 306 . 312 . 318 . 324 . 308 . 314 . 320 . 326 in the example of 3 compare, so are the raw images 304 ' . 310 ' . 316 ' . 322 ' . 306 ' . 312 ' . 318 ' . 324 ' . 308 ' . 314 ' . 320 ' . 326 ' which are used for the first, second and third composite images 397 . 398 . 399 in 3 in other phases of the energy waveform 302 as the phases of the energy waveform 202 in which the exposure periods 204 . 210 . 216 . 222 . 206 . 212 . 218 . 224 . 208 . 214 . 220 . 226 occur. As the intensities of light as well as the physical features passing through the welding system 102 in the welding area 109 ( 1 ), depending on the varying voltage, varying current, or varying impedance that is associated with the energy waveform, will be picked up by the camera 126 in the example of 3 generated raw images 304 ' . 310 ' . 316 ' . 322 ' . 306 ' . 312 ' . 318 ' . 324 ' . 308 ' . 314 ' . 320 ' . 326 ' other physical characteristics and light intensities in the weld region 109 on as the raw images 204 ' . 210 ' . 216 ' . 222 ' . 206 ' . 212 ' . 218 ' . 208 ' . 214 ' . 220 ' . 226 ' in the example of 2 , In addition, the delay in the example of 3 between the detections of the exposure initiation threshold voltage at the voltage threshold points 328 . 330 . 332 . 334 . 336 . 338 . 340 . 342 . 344 . 346 . 348 . 350 and the actual initiation trigger points 352 . 364 . 376 . 388 . 356 . 368 . 380 . 392 . 360 . 372 . 384 . 395 through the vision system controller 124 either automatically or by manual input via the user interface 128 be varied when a user the resulting composite images 397 . 398 . 399 , ..., N considered to different characteristics in the welding region 109 to see or optimal settings for the desired picture quality for the features too find the user in the composite pictures 397 . 398 . 399 , ..., N wants to consider.

Eine beispielhafte Konstantbelichtungstechnik 400 mit einer variablen Belichtungsinitiierungsverzögerung ist in 4 veranschaulicht, und zwar der Einfachheit halber, und zum Vergleich, ebenfalls mit einer sinusförmigen Energiewellenform 402 ähnlich den sinusförmigen Energiewellenformen 202 und 302 in den Beispielen der 2 und 3. Das Konstantbelichtungsbeispiel 400 von 4 veranschaulicht das Aufnehmen von Rohbildern, zum Beispiel der Rohbilder 404', 410', 416', 422', 406', 412', 418', 424', 408', 414', 420', 426', mit konstanten Belichtungszeiträumen, d. h. wo die Belichtungszeiträume 404, 410, 416, 422, 406, 412, 418, 424, 408, 414, 420, 426 für die Rohbilder 404', 410', 416', 422', 406', 412', 418', 424', 408', 414', 420', 426' alle jeweils die gleiche Dauer haben, aber an verschiedenen Abschnitten oder Phasen der Stromversorgungswellenform 402. Wie in 4 veranschaulicht, erstreckt sich ein erster Belichtungszeitraum 404 über einen Abschnitt (eine Phase) der Stromversorgungswellenform 402 zwischen dem Initiierungs-Auslösepunkt 428, an dem die Sichtsystemsteuereinheit 124 der Kamera 126 signalisiert, die Bestrahlung der Lichtsensoranordnung in der Kamera 126 mit Licht zu initiieren, das von der Schweißregion 109 abgestrahlt oder reflektiert wird, und dem Beendigungs-Auslösepunkt 430, an dem die Sichtsystemsteuereinheit 124 der Kamera 126 signalisiert, die Belichtung zu beenden. Die Sichtsystemsteuereinheit 124 kann einen Schwellenwert verwenden (detektieren), zum Beispiel den Spannungswert am Initiierungs-Auslösepunkt 428, um ein Belichtungsinitiierungs-Steuersignal an die Kamera 126 auszulösen, wie oben offenbart, um die Belichtung zu initiieren. Gleichermaßen kann jeder der anderen Belichtungszeiträume 410, 416, 422, 406, 412, 418, 424, 408, 414, 420, 426 an den jeweiligen Belichtungsinitiierungspunkten 440, 452, 464, 432, 444, 456, 468, 436, 448, 460, 472 initiiert werden, indem Initiierungs-Spannungsschwellenwerte zur Verwendung durch die Sichtsystemsteuereinheit 124 eingestellt werden, um die Generierung der Belichtungsinitiierungs-Steuersignale an die Kamera 126 an jenen Belichtungsinitiierungspunkten auszulösen. Da die Dauer der Belichtungszeiträume 410, 416, 422, 406, 412, 418, 424, 408, 414, 420, 426 bei dieser beispielhaften Belichtungstechnik 400 jeweils die gleiche ist, wird die Sichtsystemsteuereinheit 124 so eingestellt, dass sie Belichtungsbeendigungs-Steuersignale an die Kamera 126 auf genau die gleiche zuvor festgelegte Zeitdauer nach jedem der jeweiligen Belichtungsinitiierungspunkte 428, 440, 452, 464, 432, 444, 456, 468, 436, 448, 460, 472 generiert. Dementsprechend werden die Belichtungszeiträume 404, 410, 416, 422, 406, 412, 418, 424, 408, 414, 420, 426 durch die Sichtsystemsteuereinheit 124 an den jeweiligen Beendigungs-Auslöserpunkten 430, 442, 454, 466, 434, 446, 458, 470, 438, 450, 462, 474 auf der Energiewellenform 402 beendet. Alternativ kann die Kamera 126 selbst eine voreingestellte Funktion zum Beenden der Belichtung in einem zuvor festgelegten Belichtungszeitraum haben, so dass kein Belichtungsbeendigungs-Steuersignal von der Sichtsystemsteuereinheit 124 an die Kamera 126 benötigt wird, um die Belichtungszeiträume 404, 410, 416, 422, 406, 412, 418, 424, 408, 414, 420, 426 zu beenden. In einer weiteren Alternative könnten Beendigungsschwellenspannungswerte durch die Sichtsystemsteuereinheit 124 verwendet werden, um die Belichtungsbeendigungs-Steuersignale an die Kamera 126 an den Beendigungs-Auslöserpunkten 430, 442, 454, 466, 434, 446, 458, 470, 438, 450, 462, 474 auszulösen. In jedem Fall erzeugt die Kamera 126 jedes der Rohbilder 404', 410', 416', 422', 406', 412', 418', 424', 408', 414', 420', 426' mit der gleichen Zeitdauer für jeden der jeweiligen Belichtungszeiträume 404, 410, 416, 422, 406, 412, 418, 424, 408, 414, 420, 426. Weil jedoch einige dieser jeweiligen Belichtungszeiträume 404, 410, 416, 422, 406, 412, 418, 424, 408, 414, 420, 426 bei verschiedenen Schwellenspannungen auf der Energiewellenform 402 initiiert werden, erfolgen sie über verschiedene Abschnitte (Phasen) der Energiewellenform 402. Diese beispielhafte Belichtungstechnik 400 ist mit den Initiierungs-Auslöserpunkten 428, 432, 436 bei einem ersten Initiierungs-Spannungsschwellenwert, mit den Initiierungs-Auslöserpunkten 440, 444, 448 bei einem zweiten Initiierungs-Spannungsschwellenwert, mit den Initiierungs-Auslöserpunkten 452, 456, 460 bei einem dritten Initiierungs-Spannungsschwellenwert und mit den Initiierungs-Auslöserpunkten 464, 468, 472 bei einem vierten Initiierungs-Spannungsschwellenwert veranschaulicht. Folglich haben die Rohbilder 404', 406', 408' die gleiche Belichtungszeit über den gleichen ersten Abschnitt (die gleiche erste Phase) der Energiewellenform 402, die Rohbilder 410', 412', 414' haben die gleiche Belichtungszeit über den gleichen zweiten Abschnitt (die gleiche zweite Phase) der Energiewellenform 402, die Rohbilder 416', 418', 420' haben die gleiche Belichtungszeit über den gleichen dritten Abschnitt (die gleiche dritte Phase) der Energiewellenform 402, die Rohbilder 422', 424', 426' haben die gleiche Belichtungszeit über den gleichen vierten Abschnitt (die gleiche vierte Phase) der Energiewellenform 402, und jene ersten, zweiten, dritten und vierten Abschnitte (Phasen) der Energiewellenform 402 sind voneinander verschieden. Infolge dessen kann einer Überbelichtung von Lichtsensoren in der Lichtsensoranordnung entgegengewirkt werden, indem man eine spezielle, feste Belichtungszeit einstellt und die Belichtung auslöst, wenn die gewünschte Lichtintensität durch die Schweißnaht erzeugt wird, weil höhere Spannungen in der Energiewellenform 402 hellere Lichtbögen 107 und Plasmas 108 erzeugen und niedrigere Spannungen in der Energiewellenform 402 dunklere Lichtbogen 107 und Plasmas 108 erzeugen.An exemplary constant exposure technique 400 with a variable exposure initiation delay is in 4 for the sake of simplicity, and for comparison also with a sinusoidal energy waveform 402 similar to the sinusoidal energy waveforms 202 and 302 in the examples of 2 and 3 , The constant exposure example 400 from 4 illustrates the capture of raw images, for example the raw images 404 ' . 410 ' . 416 ' . 422 ' . 406 ' . 412 ' . 418 ' . 424 ' . 408 ' . 414 ' . 420 ' . 426 ' , with constant exposure periods, ie where the exposure periods 404 . 410 . 416 . 422 . 406 . 412 . 418 . 424 . 408 . 414 . 420 . 426 for the raw images 404 ' . 410 ' . 416 ' . 422 ' . 406 ' . 412 ' . 418 ' . 424 ' . 408 ' . 414 ' . 420 ' . 426 ' each have the same duration, but at different sections or phases of the power supply waveform 402 , As in 4 illustrates a first exposure period extends 404 over a portion (one phase) of the power supply waveform 402 between the initiation trip point 428 at which the vision system control unit 124 the camera 126 signals the irradiation of the light sensor arrangement in the camera 126 to initiate with light, that of the sweat region 109 is emitted or reflected, and the termination trip point 430 at which the vision system control unit 124 the camera 126 signals to stop the exposure. The vision system controller 124 may use (detect) a threshold, for example the voltage value at the initiation trip point 428 to send an exposure initiation control signal to the camera 126 as disclosed above, to initiate the exposure. Similarly, each of the other exposure periods 410 . 416 . 422 . 406 . 412 . 418 . 424 . 408 . 414 . 420 . 426 at the respective exposure initiation points 440 . 452 . 464 . 432 . 444 . 456 . 468 . 436 . 448 . 460 . 472 by initiating voltage thresholds for use by the vision system controller 124 to generate the exposure initiation control signals to the camera 126 at those exposure initiation points. As the duration of the exposure periods 410 . 416 . 422 . 406 . 412 . 418 . 424 . 408 . 414 . 420 . 426 in this exemplary exposure technique 400 is the same, the vision system control unit 124 set to provide exposure completion control signals to the camera 126 to exactly the same predetermined time period after each of the respective exposure initiation points 428 . 440 . 452 . 464 . 432 . 444 . 456 . 468 . 436 . 448 . 460 . 472 generated. Accordingly, the exposure periods become 404 . 410 . 416 . 422 . 406 . 412 . 418 . 424 . 408 . 414 . 420 . 426 through the vision system controller 124 at the respective completion trigger points 430 . 442 . 454 . 466 . 434 . 446 . 458 . 470 . 438 . 450 . 462 . 474 on the energy waveform 402 completed. Alternatively, the camera 126 itself have a preset function of stopping the exposure in a predetermined exposure period, so that no exposure completion control signal from the vision system control unit 124 to the camera 126 is needed to the exposure periods 404 . 410 . 416 . 422 . 406 . 412 . 418 . 424 . 408 . 414 . 420 . 426 to end. In another alternative, termination threshold voltage values could be detected by the vision system controller 124 used to send the exposure completion control signals to the camera 126 at the completion trigger points 430 . 442 . 454 . 466 . 434 . 446 . 458 . 470 . 438 . 450 . 462 . 474 trigger. In any case, the camera generates 126 each of the raw pictures 404 ' . 410 ' . 416 ' . 422 ' . 406 ' . 412 ' . 418 ' . 424 ' . 408 ' . 414 ' . 420 ' . 426 ' with the same time duration for each of the respective exposure periods 404 . 410 . 416 . 422 . 406 . 412 . 418 . 424 . 408 . 414 . 420 . 426 , Because, however, some of these particular exposure periods 404 . 410 . 416 . 422 . 406 . 412 . 418 . 424 . 408 . 414 . 420 . 426 at different threshold voltages on the energy waveform 402 are initiated, they take place over different sections (phases) of the energy waveform 402 , This exemplary exposure technique 400 is with the initiation trigger points 428 . 432 . 436 at a first initiation voltage threshold, with the initiation trigger points 440 . 444 . 448 at a second initiation voltage threshold, with the initiation trigger points 452 . 456 . 460 at a third initiation voltage threshold and with initiation trigger points 464 . 468 . 472 at a fourth initiation voltage threshold. Consequently, the raw images 404 ' . 406 ' . 408 ' the same exposure time over the same first section (the same first phase) of the energy waveform 402 , the raw images 410 ' . 412 ' . 414 ' have the same exposure time over the same second section (the same second phase) of the energy waveform 402 , the raw images 416 ' . 418 ' . 420 ' have the same exposure time over the same third section (the same third phase) of the energy waveform 402 , the raw images 422 ' . 424 ' . 426 ' have the same exposure time over the same fourth section (the same fourth phase) of the energy waveform 402 , and those first, second, third and fourth portions (phases) of the energy waveform 402 are different from each other. As a result, over-exposure of light sensors in the light sensor assembly can be counteracted by setting a specific, fixed exposure time and triggering the exposure when the desired light intensity is generated by the weld because of higher voltages in the energy waveform 402 lighter arcs 107 and plasmas 108 generate and lower voltages in the energy waveform 402 darker arc 107 and plasmas 108 produce.

Wie oben angesprochen, variieren die Intensitäten von Lichtenergie, die von der Schweißregion 109 abgestrahlt oder reflektiert wird, und selbst physische Eigenschaften der Schweißregion 109, wie zum Beispiel Schmelzen, Tröpfchen, Plasma Größe, Schweißspritzer usw., in Abhängigkeit von den elektrischen Eigenschaften der Schweißstromwellenform. Darum sind die Lichtintensitäten, Merkmale und Eigenschaften der Schweißregion 109, die durch die Rohbilder 404', 406', 408' während dieses ersten Abschnitts (dieser ersten Phase) der Energiewellenform 402 aufgenommen werden, in einigen Aspekten von den Lichtintensitäten, Merkmalen und Eigenschaften verschieden, die durch die Rohbilder 410', 412', 414' während des zweiten Abschnitts (der zweiten Phase) der Energiewellenform 402 aufgenommen werden, selbst wenn die Dauer ihrer Belichtungszeiträume 404, 406, 408, 410, 412, 414 jeweils die gleiche ist. Gleichermaßen sind die Lichtintensitäten, Merkmale und Eigenschaften der Schweißregion 109, die durch die anderen Rohbilder während Belichtungszeiträumen aufgenommen werden, die sich über andere Abschnitte (Phasen) der Energiewellenform 402 erstrecken, in einigen Aspekten verschiedenen. As mentioned above, the intensities of light energy vary from that of the weld region 109 is radiated or reflected, and even physical properties of the welding region 109 , such as melting, droplets, plasma size, spatter, etc., depending on the electrical characteristics of the welding current waveform. That is why the light intensities, features and properties of the weld region 109 that through the raw images 404 ' . 406 ' . 408 ' during this first section (of this first phase) of the energy waveform 402 In some aspects, they are different from the light intensities, features and properties created by the raw images 410 ' . 412 ' . 414 ' during the second section (the second phase) of the energy waveform 402 even if the duration of their exposure periods 404 . 406 . 408 . 410 . 412 . 414 each is the same. Likewise, the light intensities, features and properties of the weld region 109 which are picked up by the other raw images during exposure periods that span other sections (phases) of the energy waveform 402 extend, in some aspects different.

Ähnlich den oben dargelegten Erläuterungen für die Techniken 200 und 300 in den 2 und 3 werden die Rohbilder 404', 410', 416', 422', die während der jeweiligen Belichtungszeiträume 404, 410, 416, 422 erhalten werden, verschmolzen, um das erste zusammengesetzte Bild zu erzeugen. Gleichermaßen werden die Rohbilder 406', 412', 418', 424', die während der jeweiligen Belichtungszeiträume 406, 412, 418, 424 erhalten werden, verschmolzen, um das zweite zusammengesetzte Bild 478 zu erzeugen, und die Rohbilder 408', 414', 420', 426', die während der jeweiligen Belichtungszeiträume 408, 414, 420, 426 erhalten werden, werden verschmolzen, um das dritte zusammengesetzte Bild 480 zu erzeugen. Diese Prozesse können unendlich wiederholt werden, um zusätzliche Rohbilder zu erhalten, durch die Punkte n' repräsentiert sind, um zusätzliche zusammengesetzte Bilder zu erzeugen, die durch die Punkte N repräsentiert sind, solange ein Nutzer wünscht. Wie ebenfalls oben erläutert, können die Blende der Kamera 126, die Empfindlichkeit der Lichtsensoren in der Lichtsensoranordnung der Kamera 126 und der Betrag der Abdunkelung der optionalen Abdunkelungsscheibe 130 allesamt variiert werden, entweder einzeln oder in beliebiger Kombination, um Lichtpegel zu erreichen, bei denen wenigstens einige der verschiedenen Pixel der durch die Kamera 126 erzeugten Rohbilder weder über- noch unterbelichtet sind.Similar to the explanations given above for the techniques 200 and 300 in the 2 and 3 become the raw images 404 ' . 410 ' . 416 ' . 422 ' during the respective exposure periods 404 . 410 . 416 . 422 are merged to produce the first composite image. Similarly, the raw images 406 ' . 412 ' . 418 ' . 424 ' during the respective exposure periods 406 . 412 . 418 . 424 to be obtained, fused to the second composite image 478 to generate, and the raw images 408 ' . 414 ' . 420 ' . 426 ' during the respective exposure periods 408 . 414 . 420 . 426 are merged to the third composite image 480 to create. These processes can be repeated indefinitely to obtain additional raw images, by which points n 'are represented, to produce additional composite images represented by the points N as long as a user desires. As also explained above, the aperture of the camera 126 , the sensitivity of the light sensors in the light sensor arrangement of the camera 126 and the amount of darkening of the optional dimming disc 130 All of them can be varied, either individually or in any combination, to reach light levels where at least some of the different pixels are passing through the camera 126 generated raw images are neither overexposed nor underexposed.

Wie oben erläutert, ist eines der Ziele des Erzeugens der zusammengesetzten Bilder, wie zum Beispiel der zusammengesetzten Bilder 253, 255, 257 des Beispiels von 2, der zusammengesetzten Bilder 397, 398, 399 des Beispiels von 3 und der zusammengesetzten Bilder 476, 478, 480 des Beispiels von 4, dass die Schweißregion 109 (1) und spezielle Merkmale in der Schweißzone 109, zum Beispiel die Schweißraupe 103, die Schweißdüse 104, die Elektrode 106, der Lichtbogen 107, das Plasma 108, die Pfütze 111, die Werkstücke 110, 112 und die Tröpfchen 121, mit hoher Auflösung abgebildet werden können. Auf diese Weise zeigen die zusammengesetzten Bilder all die verschiedenen Abschnitte der Schweißregion 109 und vermitteln wertvolle Information bezüglich der Qualität der Schweißraupe 103. Mit solchen Information können Justierungen an den Parametern des Schweißprozesses vorgenommen werden, um eine hochwertige Schweißnaht sicherzustellen. Zum Beispiel sollte der elektrische Strom in den Abschnitten der Werkstücke 110, 112, die neben der Elektrode 107 liegen, genug Wärme erzeugen, um eine Schmelzzone 113 aus geschmolzenem Metall zu erzeugen; die Tröpfchen 121 sollten vom distalen Ende der Elektrode 107 in einer gleichmäßigen Weise abschmelzen und in der Schweißpfütze 111 mit allenfalls minimalen Schweißspritzern abgeschieden werden; die Schweißpfützen 121 sollten ausreichend flüssig sein, und ihre Temperatur sollte hoch genug sein, um mit der Schmelzzone 113 in den Werkstücken 110, 112 an der Überschneidung der Werkstücke 110, 112 zu verschmelzen; und die entstandene Schweißraupe 103 sollte glatt und gleichmäßig sein und keine sichtbaren Poren aufweisen. Darüber hinaus muss die Position der Schweißspitze (in der Düse 104 nicht zu sehen) und dementsprechend der Elektrode 106 korrekt sein, und die Tröpfchen 121 sollten an oder nahe der Überschneidung der Werkstücke 110, 112, die durch die Schweißnaht verbunden werden, fallen oder abgeschieden werden. Indem die Möglichkeit geboten wird, die Schweißstücke 110, 112, die in der Regel in der Schweißregion 109 dunkler erscheinen, sowie das viel hellere Plasma, die Tröpfchen 121, die Pfütze 111 und sonstige Merkmale zusammen in einem Bild zu betrachten, kann die Schweißraupe 103 präzise und mit hoher Qualität an der Überschneidung der Schweißstücke 110, 112 ausgebildet werden. Durch Justieren der Empfindlichkeit der Detektoren in der Kamera 126, der Blendenöffnung und/oder Verwendung der dynamischen Abdunkelungsscheibe 130 können mindestens einige der Rohbilder mit einer ausreichenden Lichtmenge erhalten werden, um Bilder ohne Überbelichtung zu erzeugen. Natürlich können auch Lampen 134 (1) an der Kamera 126 oder einer anderen zweckmäßigen Position montiert werden, um eine Zusatzbeleuchtung für Hintergrund- und dunklere Merkmale in der Schweißregion 109, wie zum Beispiel die Werkstücke 110, 112 oder die Schweißraupe 103, zu erhalten, weil zusätzliches Licht zu einer angemessenen Lichtmenge addiert werden kann, um den Hintergrundbereich, wie zum Beispiel die Schweißstücke 110, 112, abzubilden. Diese Ziele und Prinzipien gelten auch für zusammengesetzte Bilder, die durch andere Techniken erzeugt werden, die unten noch ausführlicher besprochen werden.As explained above, one of the goals of generating the composite images, such as the composite images, is 253 . 255 . 257 the example of 2 , the composite images 397 . 398 . 399 the example of 3 and the composite pictures 476 . 478 . 480 the example of 4 that the welding region 109 ( 1 ) and special features in the welding zone 109 , for example the welding bead 103 , the welding nozzle 104 , the electrode 106 , the arc of light 107 , the plasma 108 , The puddle 111 , the workpieces 110 . 112 and the droplets 121 , can be imaged with high resolution. In this way, the composite images show all the different sections of the weld region 109 and provide valuable information regarding the quality of the weld bead 103 , With such information, adjustments to the parameters of the welding process can be made to ensure a high quality weld. For example, the electric current should be in the sections of the workpieces 110 . 112 next to the electrode 107 lie, generate enough heat to form a melting zone 113 made of molten metal; the droplets 121 should be from the distal end of the electrode 107 melt off in a uniform manner and in the sweat puddle 111 be deposited with minimal welding spatter at most; the sweat puddles 121 should be sufficiently fluid, and their temperature should be high enough to match the melting zone 113 in the workpieces 110 . 112 at the intersection of the workpieces 110 . 112 to merge; and the resulting weld bead 103 should be smooth and even with no visible pores. In addition, the position of the welding tip (in the nozzle 104 not visible) and accordingly the electrode 106 be correct, and the droplets 121 should be at or near the intersection of the workpieces 110 . 112 which are joined, dropped or separated by the weld. By offering the opportunity, the welds 110 . 112 that are usually in the welding area 109 darker, as well as the much brighter plasma, the droplets 121 , The puddle 111 and other features together in one picture, the weld bead can 103 precise and with high quality at the intersection of the weld pieces 110 . 112 be formed. By adjusting the sensitivity of the detectors in the camera 126 , the aperture and / or use of the dynamic dimming disc 130 For example, at least some of the raw images may be obtained with a sufficient amount of light to produce images without overexposure. Of course you can also use lamps 134 ( 1 ) on the camera 126 or any other convenient position to provide additional illumination for background and darker features in the weld region 109 , such as the workpieces 110 . 112 or the welding bead 103 to obtain, because additional light can be added to a reasonable amount of light to the background area, such as the weld pieces 110 . 112 to map. These goals and principles also apply to composite images created by other techniques which will be discussed in more detail below.

Eine beispielhafte variable Belichtungstechnik 500 ist in 5 mit einer variablen Initiierungsauslöseverzögerung veranschaulicht. Der Einfachheit halber, und zum Vergleich, ist die Energiewellenform 502 in 5 sinusförmig veranschaulicht, ähnlich den Energiewellenformen 202, 302, 402 in den Beispielen der 2, 3 und 4. Die beispielhafte Technik 500 in 5 ähnelt der beispielhaften Technik 400 von 4 insofern, als Rohbilder 504', 510', 516', 522', 506', 512', 518', 524', 508', 514', 520', 526', ..., n', wie die Rohbilder 404', 410', 416', 422', 406', 412', 418', 424', 408', 414', 420', 426', ..., n', während verschiedener Abschnitte (Phasen) der Stromversorgungswellenform 502 erhalten werden. Jedoch haben die Belichtungszeiträume 504, 510, 516, 522, 506, 512, 518, 524, 508, 514, 520, 526 jeweils eine verschiedene Dauer, während die Dauer der Belichtungszeiträume 404, 410, 416, 422, 406, 412, 418, 424, 408, 414, 420, 426 stets die gleiche ist. In der beispielhaften Technik 500 haben die ersten vier Belichtungszeiträume 504, 510, 516, 522 eine unterschiedliche Dauer, d. h. der Belichtungszeitraum 516 ist länger als der Belichtungszeitraum 510, der länger ist als der Belichtungszeitraum 504, der länger ist als der Belichtungszeitraum 522. Gleichermaßen haben die Belichtungszeiträume 506, 508 die gleiche Dauer wie der Belichtungszeitraum 504, die Belichtungszeiträume 512, 514 haben die gleiche Dauer wie der Belichtungszeitraum 510, die Belichtungszeiträume 518, 520 haben die gleiche Dauer wie der Belichtungszeitraum 516, und die Belichtungszeiträume 524, 526 haben die gleiche Dauer wie der Belichtungszeitraum 522. Wie bei den anderen beispielhaften Belichtungstechniken 200, 300, 400 in den 2, 3 und 4 können die Initiierungs-Auslöserpunkte 528, 546, 552, 564, 532, 544, 556, 568, 536, 548, 550, 572 und die Beendigungs-Auslöserpunkte 530, 542, 554, 566, 534, 546, 558, 570, 538, 550, 562, 574 entweder durch Zeitmessung oder durch Detektieren von Schwellenspannungen oder sonstiger elektrischer Eigenschaften der Energiewellenform 502 festgelegt werden. Wie ebenfalls oben für die beispielhaften Techniken 200, 300, 400 in den 2, 3 und 4 erläutert, werden die Rohbilder der Belichtungszeiträume 504', 510', 516', 522', die durch die Kamera 126 während der jeweiligen Belichtungszeiträume 504, 510, 516, 522 erzeugt wurden, verschmolzen, um das erste zusammengesetzte Bild 576 zu erzeugen; die Rohbilder 506', 512', 518', 524', die durch die Kamera 126 während der jeweiligen Belichtungszeiträume 506, 512, 518, 524 erzeugt wurden, werden verschmolzen, um das zweite zusammengesetzte Bild 578 zu erzeugen; und die Rohbilder 508', 514', 520', 526', die durch die Kamera 126 während der jeweiligen Belichtungszeiträume 508, 514, 520, 526 erzeugt wurden, werden verschmolzen, um das dritte zusammengesetzte Bild 578 zu erzeugen. Die zusammengesetzten Bilder 253, 255, 257 in dem Beispiel 200 von 2, die zusammengesetzten Bilder 397, 398, 399 in dem Beispiel 300 von 3, die zusammengesetzten Bilder 476, 478, 480 in dem Beispiel 400 von 4 und die zusammengesetzten Bilder 576, 578, 580 in dem Beispiel 500 von 5 können mit jedem beliebigen gewünschten Prozess zum Kombinieren der jeweiligen Rohbilder gebildet werden. Zum Beispiel kann jedes einzelne Pixel aus jedem einzelnen Rohbild statistisch danach ausgewertet werden, wie nahe jedes einzelne Pixel einer Überbelichtung oder einer vollständigen Unterbelichtung kommt. Es können auch andere Techniken verwendet werden, wie zum Beispiel das Auswählen von Pixeln, die eine zuvor festgelegte Position in dem Rohbild haben, zur Verwendung in dem zusammengesetzten Bild auf der Basis der jeweils verwendeten Belichtung. Zum Beispiel können Pixel aus der Mitte der Detektoranordnung für eine anfängliche Belichtung ausgewählt werden, falls dieser Belichtungszeitraum sehr kurz ist, und können aus Randbereichen der Detektoranordnung während langer Belichtungen ausgewählt werden, so dass die Hintergrundbereiche betrachtet werden können. Es können noch zahlreiche weitere Techniken für den Bildkombinierungsprozess verwendet werden.An exemplary variable exposure technique 500 is in 5 illustrated with a variable initiation trip delay. For the sake of simplicity, and for comparison, is the energy waveform 502 in 5 illustrated sinusoidally, similar to the energy waveforms 202 . 302 . 402 in the examples of 2 . 3 and 4 , The exemplary technique 500 in 5 is similar to the example technique 400 from 4 insofar, as raw images 504 ' . 510 ' . 516 ' . 522 ' . 506 ' . 512 ' . 518 ' . 524 ' . 508 ' . 514 ' . 520 ' . 526 ' , ..., n ', like the raw pictures 404 ' . 410 ' . 416 ' . 422 ' . 406 ' . 412 ' . 418 ' . 424 ' . 408 ' . 414 ' . 420 ' . 426 ' , ..., n ', during various sections (phases) of the power supply waveform 502 to be obtained. However, the exposure periods have 504 . 510 . 516 . 522 . 506 . 512 . 518 . 524 . 508 . 514 . 520 . 526 each a different duration during the duration of the exposure periods 404 . 410 . 416 . 422 . 406 . 412 . 418 . 424 . 408 . 414 . 420 . 426 always the same. In the exemplary technique 500 have the first four exposure periods 504 . 510 . 516 . 522 a different duration, ie the exposure period 516 is longer than the exposure period 510 which is longer than the exposure period 504 which is longer than the exposure period 522 , Likewise, the exposure periods have 506 . 508 the same duration as the exposure period 504 , the exposure periods 512 . 514 have the same duration as the exposure period 510 , the exposure periods 518 . 520 have the same duration as the exposure period 516 , and the exposure periods 524 . 526 have the same duration as the exposure period 522 , As with the other exemplary exposure techniques 200 . 300 . 400 in the 2 . 3 and 4 can be the initiation trigger points 528 . 546 . 552 . 564 . 532 . 544 . 556 . 568 . 536 . 548 . 550 . 572 and the termination trigger points 530 . 542 . 554 . 566 . 534 . 546 . 558 . 570 . 538 . 550 . 562 . 574 either by timing or by detecting threshold voltages or other electrical properties of the energy waveform 502 be determined. As also above for the exemplary techniques 200 . 300 . 400 in the 2 . 3 and 4 explains, the raw images of the exposure periods 504 ' . 510 ' . 516 ' . 522 ' through the camera 126 during the respective exposure periods 504 . 510 . 516 . 522 were merged to the first composite image 576 to create; the raw pictures 506 ' . 512 ' . 518 ' . 524 ' through the camera 126 during the respective exposure periods 506 . 512 . 518 . 524 are merged to form the second composite image 578 to create; and the raw pictures 508 ' . 514 ' . 520 ' . 526 ' through the camera 126 during the respective exposure periods 508 . 514 . 520 . 526 are merged to form the third composite image 578 to create. The composite pictures 253 . 255 . 257 in the example 200 from 2 , the composite pictures 397 . 398 . 399 in the example 300 from 3 , the composite pictures 476 . 478 . 480 in the example 400 from 4 and the composite pictures 576 . 578 . 580 in the example 500 from 5 can be formed with any desired process for combining the respective raw images. For example, each individual pixel from each individual raw image can be statistically evaluated according to how close each individual pixel is to overexposure or complete underexposure. Other techniques may also be used, such as selecting pixels having a predetermined position in the raw image for use in the composite image based on the particular exposure used. For example, pixels from the center of the detector array may be selected for an initial exposure if that exposure period is very short, and may be selected from peripheral areas of the detector array during long exposures so that the background areas may be viewed. Many other techniques for the image combining process can be used.

In einer weiteren beispielhaften Implementierung der beispielhaften Techniken 2, 3, 4 und 5, wie oben beschrieben, können die Belichtungsinitiierungs-Steuersignale und die Belichtungsbeendigungs-Steuersignale, wie oben beschrieben, durch die Schweißstromversorgung 122 an die Kamera 126 übermittelt werden, wie durch die alternative Kamerasteuerungsverbindung 148 in 1 angedeutet ist, anstatt durch eine separate Sichtsystemsteuereinheit 124. Merkmale und Fähigkeiten ähnlich denen der Sichtsystemsteuereinheit 124 zum Übermitteln solcher Signale an die Kamera können in die Schweißstromversorgung 122 integriert werden. In einer weiteren Implementierung kann die Sichtsystem-Steuereinheit Signale von der Schweißstromversorgung 122 empfangen und auf solche Signale reagieren, um die Belichtungsinitiierungs-Steuersignale und die Belichtungsbeendigungs-Steuersignalen an die Kamera 126 generieren. Darum kann die Sichtsystemsteuereinheit 124 ein integraler Teil der Schweißstromversorgung 122 sein.In another example implementation of the example techniques 2, 3, 4, and 5 described above, the exposure initiation control signals and the exposure completion control signals may be detected by the welding power supply as described above 122 to the camera 126 as transmitted through the alternative camera control connection 148 in 1 is indicated instead of by a separate vision system control unit 124 , Features and capabilities similar to those of the vision system controller 124 for transmitting such signals to the camera may be in the welding power supply 122 to get integrated. In another implementation, the vision system controller may receive signals from the welding power supply 122 receive and respond to such signals to the camera to the exposure initiation control signals and the exposure completion control signals 126 to generate. Therefore, the vision system control unit 124 an integral part of the welding power supply 122 be.

In einer Ausführungsform, die mit den beispielhaften Techniken verwendet werden kann, die in den 2, 3, 4 und 5 gezeigt sind, kann die Frequenz der Energiewellenform, zum Beispiel der Energiewellenform 202 in 2, zum Beispiel auf 110 Hz eingestellt werden. Natürlich kann jede beliebige gewünschte Frequenz für die Stromversorgungswellenform 202 verwendet werden, die Belichtungszeiträume erbringt, die für eine bestimmte Anwendung geeignet sind, und 110 Hz werden hier nur als Beispiel genannt. In diesem Beispiel von 2 wird jedes der kombinierten zusammengesetzten Bilder 253, 255, 257 bei ungefähr einem Viertel der Frequenz der Stromversorgungswellenform 202 erzeugt, was einer Rate von ungefähr 27 Bildern pro Sekunde entspricht. Standardmäßiges Video hat ungefähr 30 Bilder (Vollbilder) pro Sekunde, Blu-ray hat 24 Bilder pro Sekunde, und Kinofilme haben ungefähr 25 Bilder pro Sekunde. Somit kann ein durchaus ansehnliches Video unter Verwenden einer Stromversorgungswellenform 202 erzeugt werden, die in diesem Beispiel eine Frequenz von ungefähr 110 Hz hat.In one embodiment, which may be used with the example techniques disclosed in U.S. Pat 2 . 3 . 4 and 5 can show the frequency of the energy waveform, for example, the energy waveform 202 in 2 , for example, be set to 110 Hz. Of course, any desired frequency for the power supply waveform 202 which provides exposure times suitable for a particular application, and 110 Hz are mentioned here only as an example. In this example of 2 becomes each of the combined composite images 253 . 255 . 257 at about a quarter of the frequency of the power supply waveform 202 which corresponds to a rate of about 27 frames per second. Standard video has about 30 frames (frames) per second, Blu-ray has 24 frames per second, and movies have about 25 frames per second. Thus, quite a decent video can be made using a power supply waveform 202 which in this example has a frequency of approximately 110 Hz.

6A ist ein Flussdiagramm 600, das einen beispielhaften Betrieb des Schweißsicht- und -steuerungssystems 100 zum Generieren von Bildern von Schweißnähten veranschaulicht, wie zum Beispiel die zusammengesetzten Bilder, die in den oben dargelegten Beispielen der 2, 3, 4 und 5 erzeugt werden. Bei Schritt 602 erhält die Steuereinheit 124 des Schweißsicht- und -steuerungssystems 100 Betriebsparameter für den Betrieb des Schweißsicht- und -steuerungssystems 100. Die Sichtsystemsteuereinheit 124 kann diese Betriebsparameter aus einem Speicher auslesen. In einem Computersystem kann dieser Speicher RAM oder Plattenspeicher oder ein sonstiger Speicher sein, wie zum Beispiel EEPROM oder ähnlicher Speicher für Hardware-Implementierungen. Die Benutzerschnittstelle 128 kann ebenfalls dafür verwendet werden, diese Betriebsparameter zu übermitteln. In einer Ausführungsform kann die Sichtsystemsteuereinheit 124 einen Allzweckcomputer umfassen, der eine Reihe verschiedener Betriebsparameter speichern kann, die es dem Schweißsicht- und -steuerungssystem 100 erlauben, in verschiedenen Modi zu arbeiten, um verschiedene Bilder zu erzeugen. Zum Beispiel sind verschiedene Betriebsmodi oder Techniken in den 25 veranschaulicht. In diesem Zusammenhang werden die beispielhaften Techniken 200, 300, 400, 500 in den 2, 3, 4 und 5 auch als Betriebsmodi bezeichnet. Natürlich können auch andere Betriebsmodi ausgewählt werden. In anderen Ausführungsformen braucht es nur einen oder zwei Betriebsmodi zu geben, und die Systeme können im Voraus mit den Betriebsdaten ausgestattet werden. Zum Beispiel können in der in 10 veranschaulichten Ausführungsform des manuellen Schweißsichtsystems 1000 die Betriebsparameter des Systems in Hardware, wie zum Beispiel EEPROM oder ähnlichen Speicher, geladen und durch einen Prozessor abgerufen werden, um die Daten zu erhalten und das Schweißsichtsystem 1000 gemäß den verschiedenen im vorliegenden Text offenbarten Ausführungsformen oder Techniken zu betreiben. Zum Beispiel kann in der Ausführungsform des manuellen Schweißsichtsystems 1000 von 10 die Sichtsystemsteuereinheit 124 von 1 in einem einfachen, kleinen Elektronik-Package 1008 verkapselt sein, das an einer Haube 1002 oder an einer anderen zweckmäßigen Position montiert ist. Das Elektronik-Package 1008 enthält EEPROM-Speicher oder einen sonstigen ähnlichen Speicher, der Betriebsparameter enthält, einen Mikroprozessor, eine Zustandsmaschine und verschiedene Elektronik. Zusätzlich oder alternativ können feldprogrammierbarere Gate-Arrays (FPGA) und sonstige Logikschaltungen in dem kleinen Elektronik-Package 1008 verwendet werden, die nur einen einzigen oder möglicherweise auch zwei verschiedene Betriebsmodi bereitstellen können. 6A is a flowchart 600 , which is an exemplary operation of the weld vision and control system 100 for generating images of welds, such as the composite images used in the examples set forth above 2 . 3 . 4 and 5 be generated. At step 602 receives the control unit 124 of the welding vision and control system 100 Operating parameters for the operation of the welding vision and control system 100 , The vision system controller 124 can read these operating parameters from a memory. In a computer system, this memory may be RAM or disk storage or other memory, such as EEPROM or similar memory for hardware implementations. The user interface 128 can also be used to convey these operating parameters. In one embodiment, the vision system controller 124 include a general-purpose computer that can store a number of different operating parameters, such as the weld vision and control system 100 allow to work in different modes to create different images. For example, various modes of operation or techniques are in the 2 - 5 illustrated. In this context, the exemplary techniques 200 . 300 . 400 . 500 in the 2 . 3 . 4 and 5 also referred to as operating modes. Of course, other modes of operation can also be selected. In other embodiments, there may be only one or two modes of operation, and the systems may be provided in advance with the operating data. For example, in the in 10 illustrated embodiment of the manual welding vision system 1000 the operating parameters of the system in hardware, such as EEPROM or similar memory, are loaded and retrieved by a processor to obtain the data and the weld vision system 1000 according to the various embodiments or techniques disclosed herein. For example, in the embodiment of the manual weld vision system 1000 from 10 the vision system controller 124 from 1 in a simple, small electronics package 1008 be encapsulated on a hood 1002 or mounted at another convenient position. The electronics package 1008 contains EEPROM memory or other similar memory containing operating parameters, a microprocessor, a state machine and various electronics. Additionally or alternatively, field programmable gate arrays (FPGAs) and other logic circuits may be included in the small electronics package 1008 which can provide only a single or possibly two different modes of operation.

Wir bleiben bei 6A. Nachdem die Betriebsparameter für den Betrieb des Schweißsicht- und -steuerungssystems 100 erhalten wurden, schreitet der Prozess zu Schritt 604 voran, um einen Satz Betriebsparameter aus mehreren verschiedenen Betriebsmodi auszuwählen. Auch hier kann, falls nur ein einzelner Betriebsmodus verwendet wird, wie zum Beispiel in der Ausführungsform des manuellen Schweißsichtsystems 1000 in 10, Schritt 604 weggelassen werden. Der Prozess wendet dann, bei Schritt 606, die Betriebsparameter an, um das System, einschließlich der Kamera 126, zu betreiben. Der Betrieb der Kamera 126, einschließlich des Einstellens der verschiedenen Belichtungszeiträume, der Blende, der Empfindlichkeit und der optionalen dynamischen Abdunkelungsscheibe 130, sowie der Logik im Zusammenhang mit dem Generieren der zusammengesetzten Bilder, wird durch die Sichtsystemsteuereinheit 124 ausgeführt. Bei Schritt 608 werden Rohbilder der Schweißregion 109 durch die Kamera 126 generiert. Diese Rohbilder werden mit dem Schweißprozess durch Synchronisieren der Aufnahme der Rohbilder mit der Stromversorgungswellenform in der oben beschriebenen Weise synchronisiert. Oder anders ausgedrückt: Die Rohbilder werden durch die Kamera 126 in Reaktion auf die Energiewellenform in der oben beschriebenen Weise generiert. Dadurch werden aufeinanderfolgende Rohbilder mit der Energiewellenform synchronisiert, um Ströme von Rohbildern zu erzeugen, die mit den chronologischen Ereignissen des Schweißprozesses in optimierter Form synchronisiert werden, um bestimmte Merkmale in der Schweißregion 109 schnell genug aufzunehmen, um die Bildung eines Stroms aus zusammengesetzten Bildern zu ermöglichen, die alle oder bestimmte Merkmale in der Schweißregion 109 in Echtzeit im Verlauf des Schweißprozesses zeigen. Dementsprechend springen die Bilder nicht hin und her, sondern liefern eine gleichbleibend stabile Ansicht jedes Merkmals, so wie es sich in chronologischer Abfolge der Ereignisse während des Schweißprozesses entwickelt.We stay with you 6A , After the operating parameters for the operation of the welding vision and control system 100 received, the process moves to step 604 to select a set of operating parameters from several different operating modes. Again, if only a single mode of operation is used, such as in the embodiment of the manual weld vision system 1000 in 10 , Step 604 be omitted. The process then applies, at step 606 , the operating parameters to the system, including the camera 126 , to operate. The operation of the camera 126 including setting the various exposure times, aperture, sensitivity, and optional dynamic dimming disc 130 , as well as the logic associated with generating the composite images, is performed by the vision system controller 124 executed. At step 608 become raw images of the welding region 109 through the camera 126 generated. These raw images are synchronized with the welding process by synchronizing the recording of the raw images with the power supply waveform in the manner described above. In other words, the raw images are taken by the camera 126 generated in response to the energy waveform in the manner described above. As a result, successive raw images are synchronized with the energy waveform to produce streams of raw images that are synchronized with the chronological events of the welding process in optimized form to produce specific features in the weld region 109 absorb quickly enough to allow the formation of a stream of composite images, all or certain features in the weld region 109 in real time during the welding process. Accordingly, the images do not jump back and forth, but provide a consistently stable view of each feature as it develops in a chronological sequence of events during the welding process.

Wir bleiben bei 6A. Bei Schritt 610 werden die zusammengesetzten Bilder kombiniert, um im Wesentlichen ein Echtzeitvideo des Schweißprozesses zu erzeugen. In dieser Hinsicht werden die zusammengesetzten Bilder einfach mit der Rate, mit der sie erzeugt wurden, gemäß einem beliebigen gewünschten Verfahren zum Kombinieren der Bilder angezeigt, um die gewünschten zusammengesetzten Bilder zu erzeugen, um ein Echtzeitvideo des Schweißprozesses herzustellen. Ein Beispiel einer Hardware-Implementierung zum Kombinieren von Rohbildern zu den zusammengesetzten Bildern ist in 9 gezeigt und wird unten erläutert. In Abhängigkeit von der Bildrate können entweder Hardware- oder Software-Implementierungen verwendet werden, um die Rohbilder zu kombinieren. Bei Schritt 612 werden die zusammengesetzten Bilder als ein Video angezeigt. Die zusammengesetzten Bilder können auch analysiert werden, entweder automatisch oder durch einen Betrachter, um zu bestimmen, ob Schweißparameter geändert werden sollten. Zum Beispiel können die zusammengesetzten Bilder betrachtet werden, um zu bestimmen, ob die Position der Schweißspitze und der Elektrode modifiziert werden sollte oder ob die Spannung oder der Strom der Energiewellenform oder die Geschwindigkeit der Schweißspitze geändert werden sollten. Es können noch andere Parameter modifiziert werden.We stay with you 6A , At step 610 For example, the composite images are combined to essentially produce a real-time video of the welding process. In this regard, the composite images are simply combined with the rate at which they were generated according to any desired method of the images to produce the desired composite images to produce a real-time video of the welding process. An example of a hardware implementation for combining raw images into the composite images is in FIG 9 and is explained below. Depending on the frame rate, either hardware or software implementations can be used to combine the raw images. At step 612 the composite images are displayed as a video. The composite images may also be analyzed, either automatically or by a viewer, to determine whether welding parameters should be changed. For example, the composite images may be viewed to determine whether the position of the welding tip and the electrode should be modified or whether the voltage or current of the energy waveform or the speed of the welding tip should be changed. Other parameters can be modified.

Wie ebenfalls in 6A gezeigt, kann das Video durch ein automatisiertes System betrachtet und/oder analysiert werden, wie zum Beispiel ein Maschinensichtsystem mit einer, oder ohne eine, Form von Strukturerkennung, je nachdem, welche Aspekte der Schweißnaht oder des Schweißprozesses für eine solche Analyse verwendet werden. Maschinelle Bildgabe- und Strukturerkennungstechniken sind weit entwickelt und sind auf dem freien Markt erhältlich, wie zum Beispiel Strukturerkennungsbibliotheken für die MATLABTM Software-Plattform. Zum Beispiel liefern die Form und die Größe der Schweißraupe 103 (1) selbst zahlreiche Informationen über die Qualität der Schweißnaht. Die Bildung der Schweißtröpfchen 121 und die Entwicklung der Schweißpfützen 111 während des Schweißprozesses können unter Verwendung maschineller Bildgabe- oder Strukturerkennungstechniken beobachtet und analysiert werden, um den Strom oder die Spannung der durch die Schweißstromversorgung 122 erzeugten Energiewellenform zu modifizieren. Größe und Position der in dem Schweißprozess gebildeten Tröpfchen 121 und die Abscheidung dieser Tröpfchen 121 in dem Schweißprozess können Information bezüglich der Modifizierung der Position und Beabstandung der Schweißspitze in Bezug auf die Werkstücke 110, 112 liefern. Das Bild der Schweißelektrode 106 mit Bezug auf die Werkstücke 110, 112 ermöglicht ebenfalls eine Modifizierung der Position der Schweißspitze und der Elektrode 106 in einer automatisierten Weise. In dieser Hinsicht kann die Distanz der Schweißspitze und der Elektrode 106 von den Werkstücken 110, 112 oder der Schweißpfütze 111 ebenfalls in einer automatisierten Weise beobachtet und modifiziert werden. Beim Oszillationsdraht-Lichtbogenschweißen wird die Drahtelektrode 106 oszilliert, so dass sie sich aufwärts von der Schweißpfütze 111 fort bewegt, während sich das Tröpfchen 121 am distalen Ende der Drahtelektrode 106 bildet, und dann abwärts bewegt, um das gebildete Tröpfchen 121 sauber in der Pfütze 111 abzulegen, so dass eine maschinelle Bildgabe- und Strukturerkennung verwendet werden könnte, um diesen Prozess zu überwachen und automatisch die Energiewellenform-Parameter und die Oszillationsparameter der Drahtelektrode 106 zu justieren, um sicherzustellen, dass die Tröpfchen vollständig ausgebildet werden und sich von der Drahtelektrode 106 nur direkt in die Pfütze 111 hinein trennen und nicht über der Pfütze 111 ablösen. Als ein weiteres Beispiel kann Strukturerkennungssoftware dafür ausgelegt sein, eine Lichtaussendung um die Schweißpfütze 111 herum zu detektieren, die die Schmelzzone 113 der Schweißstücke 110, 112 zeigt, welche die Pfütze 111 umgibt. Diese Schmelzzonen 113 würden als ein gekrümmter, Licht aussendender Bereich erscheinen, der sich direkt am Rand der Pfütze 111 befindet. Auch hier können das Vorhandensein dieser Lichtaussendung und die Intensität der Abstrahlung dafür verwendet werden, die Qualität der Schweißnaht 103 zu bestimmen. Auch die Höhe und Breite der Schweißraupe 103 können unter Verwendung von maschinellen Bildgabe-Techniken bestimmt werden, um die Qualität der Schweißnaht zu bestimmen und Justierungen am Schweißprozess vorzunehmen, wie zum Beispiel Modifizierungen des Stroms oder Modifizierungen der Geschwindigkeit oder Position des Schweißkopfes, um die gewünschte Größe und Form, Gleichmäßigkeit, usw. der Schweißraupe 103 zu erhalten. Solche maschinellen Bildgabe- und Strukturerkennungsfunktionen können durch die Sichtsystemsteuereinheit 124, die mit entsprechenden maschinellen Bildgabe- und Strukturerkennungsanwendungen und -parametern ausgerüstet ist, auf die zusammengesetzten Bilder angewendet werden. Wenn die Sichtsystemsteuereinheit 124, die solche maschinellen Bildgabe- und Strukturerkennungsprozesse auf die zusammengesetzten Bilder anwendet, eine Bedingung oder ein Merkmal in dem Schweißprozess, das der Justierung bedarf, identifiziert, so gibt die Sichtsystemsteuereinheit 124 Signale an die Schweißstromversorgung 122 oder an die Robotersystemsteuereinheit 142 oder an beide aus, um die Parameter oder Bedingungen, die modifiziert werden müssen, zu modifizieren. Zum Beispiel können Wellenformsteuersignale von der Sichtsystemsteuereinheit 124 an die Schweißstromversorgung die Schweißstromversorgung 122 veranlassen, elektrische Parameter der Stromversorgungswellenform 136, wie zum Beispiel Spannung, Strom, Frequenz, Modulation, Form (Anstiegs-, Spitzen-, Hintergrund- und Ausklinggefälle, Amplituden usw.), Impedanz oder sonstige Eigenschaften, zu justieren oder zu modifizieren. Positionssteuersignale von der Sichtsystemsteuereinheit 124 an die Robotersystemsteuereinheit 142 können die Robotersystemsteuereinheit 142 veranlassen, Signale an die Robotersystemaktuatoren auszugeben, um die Schweißdüse 104, die Spitze in der Düse und die Elektrode 106 in jeder beliebigen Richtung und in jede beliebige Orientierung oder jeden beliebigen Aspekt in Bezug auf die Schweißstücke 110, 112 zum Beispiel durch entsprechende mechanische Gestänge 146 in Abhängigkeit von der Art der Schweißarbeiten und der Art der Werkstücke für einen bestimmten Schweißauftrag zu bewegen. Solche robotischen Schweißsysteme mit verschiedenen Aktuatoren 144 und Gestängen 146 sowie Robotersystemsteuereinheiten mit Steuerungssoftware und -firmware sind allgemein bekannt und auf dem freien Markt erhältlich. Alternativ kann die Software der Robotersteuereinheit auch in der Sichtsystemsteuereinheit 124 implementiert werden. Es können auch andere Parameter des Schweißprozesses automatisch analysiert und justiert werden, indem maschinelle Bildgabe- und Strukturerkennungsprozesse auf die zusammengesetzten Bilder angewendet werden. Alternativ kann die Sichtsystemsteuereinheit 124 in einer einfacheren Implementierung einen Alarm oder eine Mitteilung durch die Anzeigevorrichtung 138 oder ein anderes separates Alarm- oder Benachrichtigungssystem (nicht gezeigt) ausgeben, wenn die auf die zusammengesetzten Bilder angewendeten maschinellen Bildgabe- und Strukturerkennungsprozesse eine Bedingung oder ein Merkmal in dem Schweißprozess identifizieren, das der Justierung bedarf.Like also in 6A The video may be viewed and / or analyzed by an automated system such as, for example, a machine vision system with or without a form of texture recognition, depending on which aspects of the weld or welding process are used for such analysis. Machine imaging and texture recognition techniques are well developed and available on the open market, such as structure recognition libraries for the MATLAB software platform. For example, the shape and size of the weld bead 103 ( 1 ) itself a lot of information about the quality of the weld. The formation of welding droplets 121 and the development of welding puddles 111 During the welding process, using machine imaging or pattern recognition techniques, it is possible to observe and analyze the current or voltage through the welding power supply 122 to modify the generated energy waveform. Size and position of the droplets formed in the welding process 121 and the deposition of these droplets 121 In the welding process, information may be provided regarding the modification of the position and spacing of the welding tip with respect to the workpieces 110 . 112 deliver. The picture of the welding electrode 106 with respect to the workpieces 110 . 112 also allows modification of the position of the welding tip and the electrode 106 in an automated way. In this regard, the distance of the welding tip and the electrode 106 from the workpieces 110 . 112 or the sweat puddle 111 also be observed and modified in an automated manner. In oscillation wire arc welding, the wire electrode becomes 106 oscillates, causing them to swell upwards from the sweat puddle 111 Moves away while the droplet 121 at the distal end of the wire electrode 106 forms, and then moves down to the droplet formed 121 clean in the puddle 111 so that machine imaging and pattern recognition could be used to monitor this process and automatically determine the energy waveform parameters and the oscillation parameters of the wire electrode 106 to adjust to ensure that the droplets are fully formed and separated from the wire electrode 106 just directly into the puddle 111 separate into it and not over the puddle 111 peel off. As another example, structure recognition software may be configured to emit light around the weld puddle 111 around to detect the melting zone 113 the weld pieces 110 . 112 shows which the puddle 111 surrounds. These melting zones 113 would appear as a curved, light-emitting area, located directly on the edge of the puddle 111 located. Again, the presence of this light emission and the intensity of the radiation can be used for the quality of the weld 103 to determine. Also the height and width of the welding bead 103 can be determined using machine imaging techniques to determine the quality of the weld and make adjustments to the welding process, such as modifications of the current or modifications to the speed or position of the welding head to achieve the desired size and shape, uniformity, etc. the welding bead 103 to obtain. Such machine imaging and structure recognition functions may be performed by the vision system controller 124 equipped with corresponding machine imaging and structure recognition applications and parameters to which composite images are applied. When the vision system controller 124 , which applies such machine-imaging and pattern-recognition processes to the composite images, identifies a condition or feature in the welding process that requires adjustment, so gives the vision system controller 124 Signals to the welding power supply 122 or to the robot system controller 142 or both to modify the parameters or conditions that need to be modified. For example, waveform control signals from the vision system controller 124 to the welding power supply the welding power supply 122 induce electrical parameters of the power supply waveform 136 such as voltage, current, frequency, modulation, shape (rise, peak, background and fading slopes, amplitudes, etc.), impedance or other characteristics to be adjusted or modified. Position control signals from the vision system controller 124 to the robot system control unit 142 can the robot system control unit 142 cause signals to be output to the robot system actuators about the welding nozzle 104 , the tip in the nozzle and the electrode 106 in any direction and in any orientation or aspect with respect to the weldments 110 . 112 for example, by appropriate mechanical linkage 146 depending on the type of welding work and the type of workpieces to move for a given welding job. Such robotic welding systems with different actuators 144 and poles 146 and robotic system controllers with control software and firmware are well known and available on the open market. Alternatively, the software of the robot control unit may also be in the vision system control unit 124 be implemented. Other parameters of the welding process can also be automatically analyzed and adjusted by applying machine imaging and pattern recognition processes to the composite images. Alternatively, the vision system controller 124 in a simpler implementation, an alarm or notification by the display device 138 or another separate alarm or notification system (not shown) when the machine imaging and pattern recognition processes applied to the composite images identify a condition or feature in the welding process that requires adjustment.

Der Prozess von 6A schreitet dann zu Schritt 614 voran. An diesem Punkt wird bestimmt, ob ein anderer Betriebsmodus für das Bildgabesystem verwendet werden sollte. Ein anderer Modus, wie zum Beispiel die Technik 200, 300, 400 oder 500, die in 2, 3, 4 oder 5 gezeigt sind, oder eine sonstige Technik, kann durch einen Nutzer ausgewählt werden, oder dieser Prozess kann in einer automatisierten Weise bestimmt werden. Zum Beispiel kann es sein, dass ein erster Betriebsmodus nicht genügend Definition oder nutzbare Informationen über die dunkleren Merkmale in der Schweißregion 109 (1), wie zum Beispiel die Schweißraupe 103 oder die Werkstücke 110, 112. Diese Bestimmung kann getroffen werden, indem man einfach die zusammengesetzten Bilder oder ein Video, das mit den zusammengesetzten Bildern hergestellt wurde, betrachtet, oder sie kann automatisch durch maschinelle Bildgabe getroffen werden, wobei der Lichtwert der Pixel entlang des Randbereichs der zusammengesetzten Bilder gemessen wird, oder durch einen anderen automatisierten Prozess. Ein anderer Betriebsmodus des Schweißsicht- und -steuerungssystems kann eine bessere Ausleuchtung oder Lichterfassung von solchen dunkleren Regionen mit längeren Belichtungszeiträumen oder mit Belichtungszeiträumen, die sich über mehrere Abschnitte (Phasen) der Energiewellenform erstrecken, erbringen, wie oben erläutert. In einem weiteren Beispiel kann es sein, dass eine Überbelichtung des Bildes in Bereichen um die Schweißspitze herum, wie zum Beispiel an der Elektrode 106 oder in dem Plasma 108, kein klares Bild jener Merkmale oder von Tröpfchen 121, die sich am distalen Ende der Elektrode 106 bilden oder in die Schweißpfütze 111 abgeschieden werden, erbringt. In diesem Fall kann ein anderer Betriebsmodus ausgewählt werden, der Rohbilder jener Merkmale zur Verwendung beim Erzeugen der zusammengesetzten Bilder besser aufnimmt. Auch hier werden verschiedene beispielhafte Betriebsmodi durch die Techniken in den 25 veranschaulicht. Diese Modi können in der Sichtsystemsteuereinheit 124 voreingestellt sein, so dass die Sichtsystemsteuereinheit automatisch die für jene Modi eingestellten Parameter verwendet, oder Daten können über die Benutzerschnittstelle 128 eingegeben werden, um die Betriebsmodi zu modifizieren. Falls bestimmt wird, dass ein anderer Betriebsmodus für das Schweißsicht- und -steuerungssystem 100 verwendet werden sollte, so kehrt der Prozess in 6A zu Schritt 604 zurück, wo ein Satz Betriebsparameter aus mehreren verschiedenen Modi ausgewählt wird oder ein Modus einfach in die Benutzerschnittstelle 128 eingegeben wird. In dieser Hinsicht kann die Benutzerschnittstelle 128 voreingestellte Modi in dem Schweißsicht- und -steuerungssystem 100 speichern und anwenden.The process of 6A then walk to step 614 Ahead. At this point, it is determined if another mode of operation should be used for the imaging system. Another mode, such as the technique 200 . 300 . 400 or 500 , in the 2 . 3 . 4 or 5 or any other technique, may be selected by a user, or this process may be determined in an automated manner. For example, a first mode of operation may not have enough definition or useful information about the darker features in the weld region 109 ( 1 ), such as the welding bead 103 or the workpieces 110 . 112 , This determination may be made simply by looking at the composite images or a video made with the composite images, or it may be automatically hit by machine imaging, measuring the light value of the pixels along the periphery of the composite images, or through another automated process. Another mode of operation of the weld vision and control system may provide better illumination or light detection from those darker regions having longer exposure periods or exposure periods extending over multiple portions (phases) of the energy waveform, as discussed above. In another example, over-exposure of the image may occur in areas around the welding tip, such as at the electrode 106 or in the plasma 108 , no clear picture of those features or droplets 121 located at the distal end of the electrode 106 form or in the sweat puddle 111 be deposited. In this case, another mode of operation may be selected which better captures raw images of those features for use in generating the composite images. Again, various exemplary modes of operation through the techniques in the 2 - 5 illustrated. These modes may be in the vision system controller 124 default so that the vision system controller automatically uses the parameters set for those modes, or data can be sent via the user interface 128 entered to modify the operating modes. If it is determined that another operating mode for the weld vision and control system 100 should be used, so the process returns 6A to step 604 back where a set of operating parameters is selected from several different modes or a mode simply into the user interface 128 is entered. In this regard, the user interface 128 preset modes in the weld vision and control system 100 save and apply.

Falls bei Schritt 614 des in 6A veranschaulichten Flussdiagramms bestimmt wird, dass kein anderer Modus zu verwenden ist, so schreitet der Prozess zu Schritt 616 voran, wo bestimmt wird, ob die Schweißnaht zufriedenstellend ist. Falls die Schweißnaht zufriedenstellend ist, so kehrt der Prozess zu Schritt 612 zurück, so dass das Video weiterhin angezeigt und analysiert werden kann. Falls bei Schritt 616 bestimmt wird, dass die Schweißnaht nicht zufriedenstellend ist, so schreitet der Prozess zu Schritt 618 voran, wo die Schweißsystemparameter modifiziert werden. Der Prozess kehrt dann zu Schritt 608 zurück, in dem die zusammengesetzten Bilder des justierten Schweißprozesses generiert werden.If at step 614 of in 6A If it is determined that no other mode is to be used, the process moves to step 616 proceeding, where it is determined whether the weld is satisfactory. If the weld is satisfactory, the process returns to step 612 back so that the video can still be viewed and analyzed. If at step 616 is determined that the weld is not satisfactory, the process moves to step 618 proceeding where the welding system parameters are modified. The process then returns to step 608 back, in which the composite images of the adjusted welding process are generated.

6B ist ein Flussdiagramm 650, das einen beispielhaften Betrieb der Sichtsystemsteuereinheit 124 veranschaulicht. Die in 6B veranschaulichten Schritte können durch ein Computersystem, einen eingebetteten Prozessor oder Logik-Hardware, wie zum Beispiel feldprogrammierbarere Gate-Arrays (FPGAs), ausgeführt werden. Wie in 6B offenbart, liest die Sichtsystemsteuereinheit 124 die Schwellenwerte bei Schritt 652 für die Stromversorgungswellenform. Die Sichtsystemsteuereinheit 124 liest dann bei Schritt 654 die gegebenenfalls vorhandenen Verzögerungen im Zusammenhang mit einer oder mehreren Belichtungen, wie in den 25 offenbart. Bei Schritt 656 liest die Steuereinheit die Belichtungszeiträume. Alle diese Daten können in RAM- oder ROM-Speicher oder bei einer Hardware-Implementierung in EEPROMs oder in anderen Speichern gespeichert werden. Falls die Belichtungszeiträume nicht in Taktimpulsen ausgedrückt sind, so kann die Sichtsystemsteuereinheit 124 die Anzahl der Taktimpulse für jede Belichtung bei Schritt 658 berechnen. Bei Schritt 660 liest die Sichtsystemsteuereinheit 124 die Detektorempfindlichkeitsdaten. Wie oben offenbart, können die Detektoren der Lichtsensoranordnung in der Kamera 126 eine einstellbare Empfindlichkeit haben. Die Empfindlichkeit dieser Detektoren in der Kamera 126 kann so justiert werden, dass sie mehr oder weniger empfindlich auf das Licht reagieren, das auf die Lichtsensoranordnung fällt. Daten bezüglich der Empfindlichkeit können für jeden der Belichtungszeiträume gespeichert werden, wie in den 25 veranschaulicht, so dass die Empfindlichkeit für jeden der Belichtungszeiträume geändert werden kann. Alternativ kann eine einzige Empfindlichkeit für alle Belichtungszeiträume ausgewählt werden. Bei Schritt 662 liest die Sichtsystemsteuereinheit 124 die Blendendaten. Die Blendendaten können für jeden der Belichtungszeiträume geändert werden, um die Lichtmenge zu justieren, die auf die Lichtsensoranordnung der Kamera 126 trifft. Bei Schritt 664 generiert die Sichtsystemsteuereinheit 124 ein Belichtungsinitiierungs-Steuersignal an die Kamera 126, um eine Bestrahlung der Lichtsensoranordnung mit Lichtenergie, die von der Schweißregion 109 abgestrahlt oder reflektiert wird, zu initiieren. Das Belichtungsinitiierungs-Steuersignal zum Initiieren der Belichtung kann in Reaktion darauf generiert werden, dass die Schweißstromwellenform einen Schwellenwert erreicht, oder in Reaktion auf eine Verzögerung ab der Zeit, wo die Energiewellenform einen Schwellenwert erreicht, wie oben erläutert. Bei Schritt 668 generiert die Sichtsystemsteuereinheit ein Belichtungsbeendigungs-Steuersignal an die Kamera 126 zum Beenden der Bestrahlung der Lichtsensoranordnung mit Lichtenergie, die von der Schweißregion 109 abgestrahlt oder reflektiert wird, wenn die Anzahl von Taktimpulsen für jeden Belichtungszeitraum erreicht ist. Alternativ kann eine Belichtungsbeendigungsschwelle können dafür verwendet werden, um auszulösen Generierung des Belichtungsbeendigungs-Steuersignals an die Kamera 126. Bei Schritt 670 werden Steuersignale generiert, um Empfindlichkeit und Blende gemäß den durch die Sichtsystemsteuereinheit 126 gelesenen Empfindlichkeitsdaten und Blendendaten zu justieren. Auch hier können die Steuersignale für jeden Belichtungszeitraum generiert werden. Bei Schritt 672 werden die Steuersignale auf die Kamera 126 angewendet. Die Kamera 126 justiert dann alle Parameter gemäß den Steuersignalen. Bei Schritt 674 werden die Bilddaten von der Kamera 126 für jedes der während jedes Belichtungszeitraums erzeugten Rohbilder durch die Sichtsystemsteuereinheit 124 empfangen. Bei Schritt 676 kombiniert die Sichtsystemsteuereinheit 126 die einzelnen Bilder zu zusammengesetzten Bildern unter Verwendung verschiedener Logikfunktionen. Auch hier können diese Logikfunktionen beliebige gewünschte Logikfunktionen zum Kombinieren der Pixel eines jeden der einzelnen Rohbilder in jedem Satz Bilder sein, um die gewünschten zusammengesetzten Bilder zu erhalten. Bei Schritt 678 werden die zusammengesetzten Bilder zum Betrachten angezeigt. 6B is a flowchart 650 , illustrating an exemplary operation of the vision system controller 124 illustrated. In the 6B Illustrated steps may be performed by a computer system, an embedded processor, or logic hardware, such as Field Programmable Gate Arrays (FPGAs). As in 6B discloses the vision system controller reads 124 the thresholds at step 652 for the power supply waveform. The vision system controller 124 then reads at step 654 any delays associated with one or more exposures, as in the 2 - 5 disclosed. At step 656 the control unit reads the exposure periods. All of this data can be stored in RAM or ROM memory or in a hardware implementation in EEPROMs or other memory. If the exposure periods are not expressed in clock pulses, so can the vision system controller 124 the number of clock pulses for each exposure at step 658 to calculate. At step 660 reads the vision system controller 124 the detector sensitivity data. As disclosed above, the detectors of the light sensor array in the camera 126 have an adjustable sensitivity. The sensitivity of these detectors in the camera 126 can be adjusted so that they more or less sensitive to the light that falls on the light sensor assembly. Sensitivity data can be stored for each of the exposure periods as in the 2 - 5 so that the sensitivity can be changed for each of the exposure periods. Alternatively, a single sensitivity can be selected for all exposure periods. At step 662 reads the vision system controller 124 the aperture data. The aperture data may be changed for each of the exposure periods to adjust the amount of light that is incident on the light sensor assembly of the camera 126 meets. At step 664 generates the vision system control unit 124 an exposure initiation control signal to the camera 126 to irradiate the light sensor array with light energy from the welding region 109 emitted or reflected, initiate. The exposure initiation control signal for initiating the exposure may be generated in response to the welding current waveform reaching a threshold, or in response to a delay from the time the energy waveform reaches a threshold, as discussed above. At step 668 The vision system controller generates an exposure completion control signal to the camera 126 for stopping the irradiation of the light sensor array with light energy coming from the welding region 109 is emitted or reflected when the number of clock pulses for each exposure period is reached. Alternatively, an exposure termination threshold may be used to trigger generation of the exposure completion control signal to the camera 126 , At step 670 Control signals are generated to provide sensitivity and aperture as dictated by the vision system controller 126 read sensitivity data and aperture data. Again, the control signals can be generated for each exposure period. At step 672 be the control signals to the camera 126 applied. The camera 126 then adjusts all parameters according to the control signals. At step 674 be the image data from the camera 126 for each of the raw images generated during each exposure period by the vision system controller 124 receive. At step 676 combines the vision system controller 126 the individual images into composite images using various logic functions. Again, these logic functions may be any desired logic functions for combining the pixels of each of the individual raw images in each set of images to obtain the desired composite images. At step 678 the composite images are displayed for viewing.

7 veranschaulicht ein beispielhaftes System 700 zum Initiieren einer Bestrahlung der Lichtsensoranordnung der Kamera 126 mit der Lichtenergie, die von der Schweißregion 109 abgestrahlt oder reflektiert wird. Wie in 7 veranschaulicht, wird die Energiewellenform 704, wie auch ein Schwellenwert 706, in einen Komparator 702 eingespeist. Der Komparator 702 vergleicht die Größenordnung einer elektrischen Eigenschaft der Energiewellenform 704, wie zum Beispiel die Spannung, mit dem Schwellenwert 706. Wenn diese Werte übereinstimmen, so generiert der Komparator 702 ein Belichtungsinitiierungs-Auslösesignal 708. Das Belichtungsinitiierungs-Auslösesignal wird dann in einen Verzögerungszähler 710. Der Verzögerungszähler zählt eine Anzahl von gegebenenfalls vorhandenen Taktimpulsen 712, bis der Verzögerungswert 720 erreicht ist. Der Verzögerungszähler 710 generiert dann einen Auslöser 714. Der Auslöser 714 wird in den Steuersignalgenerator 716 eingespeist, der ein Steuersignal 718 generiert, das in die Kamera 126 eingespeist wird. Natürlich kann das in 7 veranschaulichte System auch ohne den Verzögerungszähler 710 arbeiten. Der Verzögerungszähler 710 bietet mehr Flexibilität, insbesondere, wenn der Verzögerungswert 720 modifiziert werden kann. Der modifizierte Verzögerungswert 720 kann in verschiedenen Betriebsmodi des Schweißsicht- und -steuerungssystems 100 verwendet werden. 7 illustrates an exemplary system 700 for initiating irradiation of the light sensor arrangement of the camera 126 with the light energy coming from the sweat region 109 is emitted or reflected. As in 7 illustrates, the energy waveform 704 as well as a threshold 706 into a comparator 702 fed. The comparator 702 compares the magnitude of an electrical property of the energy waveform 704 , such as the voltage, with the threshold 706 , If these values match, the comparator generates 702 an exposure initiation trigger signal 708 , The exposure initiation trigger signal is then placed in a delay counter 710 , The delay counter counts a number of possibly existing clock pulses 712 until the delay value 720 is reached. The delay counter 710 then generates a trigger 714 , The trigger 714 is in the control signal generator 716 fed, which is a control signal 718 generated in the camera 126 is fed. Of course that can be in 7 illustrated system even without the delay counter 710 work. The delay counter 710 offers more flexibility, especially if the delay value 720 can be modified. The modified delay value 720 can be used in different operating modes of the welding vision and control system 100 be used.

In den beispielhaften Betriebsmodi (Techniken), die in den 2, 3, 4 und 5 veranschaulicht sind, werden Sätze aus vier aufeinanderfolgenden Rohbildern in der einen oder der anderen Weise zu zusammengesetzten Bildern kombinierten. Zum Beispiel, wie oben beschrieben, werden die ersten vier Rohbilder 204', 210', 216', 222' kombiniert, um das erste zusammengesetzte Bild 253 zu erzeugen. Der Kombinierungsprozess wird wiederholt, um anschließende Rohbilder zu zusammengesetzten Bildern zu kombinieren. Obgleich in den Beispielen der 2, 3, 4 und 5 vier Rohbilder gezeigt sind, die kombiniert werden sollen, um ein zusammengesetztes Bild zu erzeugen, kann jede beliebige Anzahl von Rohbildern verwendet werden, um ein zusammengesetztes Bild zu erzeugen. Elektronische Werte, die durch einzelne Sensoren zweidimensionaler Sensoranordnungen erzeugt werden, werden als ein Raster von Pixellichtintensitätswerten des Bildes erzeugt und werden üblicherweise aus der Lichtsensoranordnung in einer Rasterabtastung ausgelesen, wie zum Beispiel in einer Reihe einzelner Pixeldatenwerte, die Zeile für Zeile aus dem Raster ausgelesen werden, in der Regel mit dem Pixelwert in einer bestimmten Ecke des Rasters beginnend und Zeile für Zeile zum letzten Pixelwert in der gegenüberliegenden Ecke des Rasters voranschreitend. Ein beispielhaftes System, das dafür verwendet werden kann, entsprechende Pixel aus den vier Rohbildern zur Kombination in einem zusammengesetzten Bild temporal auszurichten, ist schematisch in 8 gezeigt. Wie in 8 gezeigt, werden drei Schieberegister 810, 812 und 814 verwendet, um die entsprechenden Pixelwerte in den jeweiligen Pixelströmen 802, 804, 806 aus dem ersten, dem zweiten und dem dritten Rohbild eines Satz aus vier Rohbildern, die zum Erzeugen eines zusammengesetzten Bildes verwendet werden (zum Beispiel die Rohbilder 204', 210', 216', die dafür verwendet werden, das zusammengesetzte Bild 253 in 2 zu erzeugen), temporal auf den Pixelstrom 808 des vierten Rohbildes, das zum Erzeugen des zusammengesetzten Bildes verwendet wird (zum Beispiel das Rohbild 222', das ebenfalls zum Erzeugen des zusammengesetzten Bildes 253 in 2 verwendet wird), auszurichten. Es werden praktisch die jeweiligen Pixelströme von jedem der ersten drei Rohbilder (zum Beispiel der Rohbilder 204', 210', 216') zeitlich progressiv durch die jeweiligen Schieberegister 810, 812, 814 so verzögert, dass sie temporal auf den Pixelstrom des vierten Rohbildes (zum Beispiel des Rohbildes 222') ausgerichtet sind. Wenn die entsprechenden Pixelwerte der vier Pixelströme für die vier Rohbilder temporal ausgerichtet sind, so können sie einen Auswertungs- und Auswahlprozess zum Auswählen der bestimmten Pixelwerte aus den vier Rohbildern (zum Beispiel den Rohbildern 204', 210', 216', 222') durchlaufen, die dafür verwendet werden, das zusammengesetzte Bild (zum Beispiel das zusammengesetzte Bild 253 in 2) zu erzeugen, wie unten noch ausführlicher erläutert wird.In the exemplary operating modes (techniques) included in the 2 . 3 . 4 and 5 are illustrated, sets of four consecutive raw images are combined in one way or the other into composite images. For example, as described above, the first four raw images 204 ' . 210 ' . 216 ' . 222 ' combined to the first composite picture 253 to create. The combining process is repeated to combine subsequent raw images into composite images. Although in the examples of 2 . 3 . 4 and 5 If there are four raw images to be combined to produce a composite image, any number of raw images may be used to create a composite image. Electronic values generated by individual sensors of two-dimensional sensor arrays are generated as a raster of pixel light intensity values of the image and are usually read out of the light sensor array in a raster scan, such as a series of individual pixel data read out of the raster line by line , usually with the pixel value in a given corner of the grid starting and progressing line by line to the last pixel value in the opposite corner of the grid. An exemplary system that can be used to temporally align corresponding pixels from the four raw images for combination in a composite image is schematically illustrated in FIG 8th shown. As in 8th shown are three shift registers 810 . 812 and 814 used to calculate the corresponding pixel values in the respective pixel streams 802 . 804 . 806 from the first, second and third raw images, a set of four raw images used to produce a composite image (for example, the raw images 204 ' . 210 ' . 216 ' that are used for the composite image 253 in 2 to generate) temporally on the pixel stream 808 of the fourth raw image used to generate the composite image (for example, the raw image 222 ' also for creating the composite image 253 in 2 is used), to align. Practically, the respective pixel streams of each of the first three raw images (for example, the raw images 204 ' . 210 ' . 216 ' ) progressively through the respective shift registers 810 . 812 . 814 so delayed that they temporally affect the pixel stream of the fourth raw image (for example, the raw image 222 ' ) are aligned. When the corresponding pixel values of the four pixel streams for the four raw images are temporally aligned, they may perform an evaluation and selection process for selecting the particular pixel values from the four raw images (eg, raw images 204 ' . 210 ' . 216 ' . 222 ' ) used to make up the composite image (for example, the composite image 253 in 2 ), as explained in more detail below.

Wie in 2 zu erkennen ist, wird das Rohbild 204' vollständig durch die Kamera 126 zum Zeitpunkt des Belichtungsbeendigungsauslöser 230 erzeugt, während das Rohbild 222' vollständig durch die Kamera 126 zum Zeitpunkt des Belichtungsbeendigungsauslösers 266 erzeugt wird. Oder anders ausgedrückt: Die Belichtung wird für jedes dieser Rohbilder 204', 222' an jenen jeweiligen Zeitpunkten 230, 266 vollendet, und die seriellen Pixelströme für jene Rohbilder 204', 222' werden durch die Kamera 126 an den jeweiligen Zeitpunkten 230, 266 gesendet. Darum müssen die Pixelwerte für das Rohbild 204' um den Zeitbetrag zwischen dem Belichtungsbeendigungs-Auslösepunkt 230 und dem Belichtungsbeendigungs-Auslösepunkt 266 verzögert werden. Die Anzahl der Taktimpulse wird zwischen jenen zwei Belichtungsbeendigungs-Auslöserpunkten 230, 266 bestimmt, und an ein Schieberegister 810 wird diese Anzahl von Verschiebezellen übermittelt, so dass der Pixelstrom 802 von dem ersten Rohbild 204' um diesen Zeitbetrag verzögert wird. Wenn der serielle Pixelstrom 802 in das Schieberegister 810 eintritt, so leiten die Taktimpulse 816 die Pixeldaten durch das Schieberegister 810 zum Ausgang 820 weiter.As in 2 can be seen, the raw picture is 204 ' completely through the camera 126 at the time of the exposure completion trigger 230 generated while the raw picture 222 ' completely through the camera 126 at the time of the exposure completion trigger 266 is produced. In other words, the exposure becomes for each of these raw images 204 ' . 222 ' at those respective times 230 . 266 completed, and the serial pixel streams for those raw images 204 ' . 222 ' be through the camera 126 at the respective times 230 . 266 Posted. That's why the pixel values for the raw image 204 ' by the amount of time between the exposure completion trigger point 230 and the exposure completion trigger point 266 be delayed. The number of clock pulses becomes between those two exposure completion trigger points 230 . 266 determined, and to a shift register 810 this number of displacement cells is transmitted, so the pixel stream 802 from the first raw picture 204 ' delayed by this amount of time. When the serial pixel stream 802 in the shift register 810 occurs, then conduct the clock pulses 816 the pixel data through the shift register 810 to the exit 820 further.

Gleichermaßen wird der zweite Pixelstrom 804 von dem zweiten Rohbild (zum Beispiel dem Rohbild 210') um einen zuvor festgelegten Betrag verzögert. In diesem Beispiel ist die Verzögerung gleich dem Zeitbetrag zwischen dem Belichtungsbeendigungs-Auslösepunkt 242 für das zweite Rohbild 210' und dem Belichtungsbeendigungs-Auslösepunkt 266 für das vierte Rohbild 222'. Das Schieberegister 812 verschiebt den Pixeldatenstrom 804 von dem zweiten Rohbild 222' durch das Schieberegister in Reaktion auf das Taktsignal 816. Die Anzahl der Zellen in dem Schieberegister 812 ist gleich der Anzahl der Taktimpulse zwischen dem Belichtungsbeendigungs-Auslösepunkt 242 und dem Belichtungsbeendigungspunkt 266. Der Pixelstrom 806 in 8 wird durch das dritte Rohbild gebildet, wie zum Beispiel das Rohbild 216' in 2. Das Schieberegister 814 den seriellen Pixelstrom 806 in Reaktion auf das Taktsignal 816 verschiebt. Der Pixelstrom 808 des vierten Rohbildes wird nicht durch ein Schieberegister verzögert. Die Pixelströme 802, 804, 806 werden alle temporal auf den Pixelstrom 808 ausgerichtet. Folglich umfassen die Ausgangssignale 820, 822, 824, 826 temporal ausgerichtete Ausgangssignale 818. Oder anders ausgedrückt: Entsprechende Pixel für jedes der vier Rohbilder (zum Beispiel der Rohbilder 204', 210', 216', 222' in 2) in einem Satz Rohbilder, die ein einzelnes kombiniertes Bild bilden (zum Beispiel das erste zusammengesetzte Bild 253 in 2), werden alle am Ausgang 818 temporal ausgerichtet. Auf diese Weise können Pixelwerte von entsprechenden Pixeln eines jeden der Rohbilder in jedem Satz Rohbilder verglichen werden, um einen einzelnen Pixelwert aus entsprechenden vier Pixeln auszuwählen, um ihn zum Erzeugen des kombinierten Bildes zu verwenden. Auf die Ausrichtungsvorrichtung von 8 kann einer digitalen Computersystemimplementierung möglicherweise verzichtet werden, da Pixel in solchen Systemen mit Adressen gespeichert werden können und Vergleiche anhand von Adressenpositionen vorgenommen werden können.Likewise, the second pixel stream becomes 804 from the second raw image (for example the raw image 210 ' ) delayed by a predetermined amount. In this example, the delay is equal to the amount of time between the exposure completion trigger point 242 for the second raw picture 210 ' and the exposure completion trigger point 266 for the fourth raw picture 222 ' , The shift register 812 shifts the pixel data stream 804 from the second raw picture 222 ' by the shift register in response to the clock signal 816 , The number of cells in the shift register 812 is equal to the number of clock pulses between the exposure completion trigger point 242 and the exposure completion point 266 , The pixel stream 806 in 8th is formed by the third raw image, such as the raw image 216 ' in 2 , The shift register 814 the serial pixel stream 806 in response to the clock signal 816 shifts. The pixel stream 808 of the fourth raw image is not delayed by a shift register. The pixel streams 802 . 804 . 806 all are temporal to the pixel stream 808 aligned. Consequently, the output signals include 820 . 822 . 824 . 826 temporally aligned output signals 818 , In other words, corresponding pixels for each of the four raw images (for example, the raw images 204 ' . 210 ' . 216 ' . 222 ' in 2 ) in a set of raw pictures forming a single combined picture (for example, the first composite picture 253 in 2 ), all at the exit 818 aligned temporally. In this way, pixel values of corresponding pixels of each of the raw images in each set of raw images may be compared to select a single pixel value from corresponding four pixels to use to generate the combined image. On the alignment device of 8th It may be possible to dispense with a digital computer system implementation because pixels in such systems can be stored with addresses and comparisons can be made based on address locations.

9 ist eine schematische Veranschaulichung einer beispielhaften Ausführungsform eines Bildkombinierers 900. Die vier verschiedenen Pixelströme der Ausgangssignale 820, 822, 824, 826 aus der 8, die alle am Ausgang 818 von 8 temporal ausgerichtet sind, werden in den Bildkombinierer 900 in 9 eingespeist und umfassen einen ersten Bildpixelstrom 902, einen zweiten Bildpixelstrom 904, einen dritten Bildpixelstrom 906 bzw. einen vierten Bildpixelstrom 908. Dementsprechend bildet jedes der einzelnen Rohbilder (zum Beispiel die Rohbilder 204', 210', 216', 222' in 2) einen Satz aus vier Rohbildern, die dafür verwendet werden, ein zusammengesetztes Bild zu erzeugen (zum Beispiel das erste zusammengesetzte Bild 252 in 2). Das zusammengesetzte Bild kann durch Auswählen von Pixelwerten aus den Pixelströmen der vier verschiedenen Rohbilder unter Verwendung des Bildkombinierers 900 erzeugt werden. Der Pixelstrom 902 des ersten Rohbildes (zum Beispiel Rohbild 204') wird in einem Überbelichtungskomparator 926 und einen Unterbelichtungskomparator 934 eingespeist. Jedes Pixel des ersten Pixelstroms 902 hat einen digitalen Wert, der die Helligkeit oder Intensität der auftreffenden Strahlung angibt, die dieses Pixel des Rohbildes beleuchtet. Dieser digitale Wert wird mit einem Überbelichtungswert 910 verglichen, um ein delta-Signal 942 zu generieren, das die Differenz zwischen dem Überbelichtungswert 910 und der Helligkeit oder Intensität der Lichtenergie der Schweißregion 109 (1) anzeigt, die auf dieses Pixel auftraf, als die Lichtsensoranordnung der Kamera 126 mit der Lichtenergie bestrahlt wurde, die von der Schweißregion 109 abgestrahlt oder reflektiert wurde. Dieses Differenzsignal 942 wird in den Überbelichtungsdifferenzkomparator 958 eingespeist. Jedes Pixel in dem Pixelstrom 902 wird ebenfalls in den Unterbelichtungskomparator 934 eingespeist, der den digitalen Helligkeitswert eines jeden der Pixel in dem Pixelstrom 902 mit einem Unterbelichtungswert 918 vergleicht. Der Unterbelichtungswert 918 kann einfach null sein, oder er kann einen anderen Wert darstellen, der durch einen Nutzer ausgewählt wird. Sowohl der Überbelichtungswert 910 als auch der Unterbelichtungswert 918 können durch einen Nutzer über die Benutzerschnittstelle 128 eingegeben werden. Anderenfalls können diese Überbelichtungs- und Unterbelichtungswerte in dem Überbelichtungskomparator 926 und dem Unterbelichtungskomparator 934 gespeichert werden. Das Differenzsignal 950, das den Unterschied zwischen dem Unterbelichtungswert 918 und der Intensität der Lichtenergie von der Schweißregion 109 anzeigt, die auf dieses Pixel auftraf, als die Lichtsensoranordnung der Kamera 126 mit der Lichtenergie bestrahlt wurde, die von der Schweißregion 109 abgestrahlt oder reflektiert wird, wird in den Unterbelichtungsdifferenzkomparator 962 eingespeist. 9 FIG. 10 is a schematic illustration of an exemplary embodiment of an image combiner. FIG 900 , The four different pixel streams of the output signals 820 . 822 . 824 . 826 from the 8th all at the exit 818 from 8th are temporally aligned, are in the image combiner 900 in 9 are fed and comprise a first image pixel stream 902 , a second image pixel stream 904 , a third image pixel stream 906 or a fourth image pixel stream 908 , Accordingly, each of the individual raw images (for example, the raw images 204 ' . 210 ' . 216 ' . 222 ' in 2 ) a set of four raw images that are used to create a composite image (for example, the first composite image 252 in 2 ). The composite image can be obtained by selecting pixel values from the pixel streams of the four different raw images using the image combiner 900 be generated. The pixel stream 902 of the first raw image (for example raw image 204 ' ) is in an overexposure comparator 926 and an underexposure comparator 934 fed. Each pixel of the first pixel stream 902 has a digital value that indicates the brightness or intensity of the incident radiation that illuminates this pixel of the raw image. This digital value comes with an overexposure value 910 compared to a delta signal 942 to generate that difference between the overexposure value 910 and the brightness or intensity of the light energy of the weld region 109 ( 1 ), which was incident on this pixel, as the light sensor arrangement of the camera 126 was irradiated with the light energy from the welding region 109 was radiated or reflected. This difference signal 942 becomes the overexposure difference comparator 958 fed. Each pixel in the pixel stream 902 is also in the underexposure comparator 934 which provides the digital brightness value of each of the pixels in the pixel stream 902 with an underexposure value 918 compares. The underexposure value 918 may simply be zero, or it may represent another value selected by a user. Both the overexposure value 910 as well as the underexposure value 918 can be done by a user through the user interface 128 be entered. Otherwise, these overexposure and underexposure values may be in the overexposure comparator 926 and the under-exposure comparator 934 get saved. The difference signal 950 that the difference between the underexposure value 918 and the intensity of the light energy from the weld region 109 indicating that this pixel was incident as the light sensor arrangement of the camera 126 was irradiated with the light energy from the welding region 109 is radiated or reflected becomes the underexposure difference comparator 962 fed.

Gleichermaßen wird der zweite Pixelstrom 904 des zweiten Rohbildes in den Überbelichtungskomparator 928 und den Unterbelichtungskomparator 936 eingespeist. Vergleiche der Pixelwerte in diesem Pixelstrom 904 werden mit dem Überbelichtungswert 912 und dem Unterbelichtungswert 920 angestellt, um ein Überbelichtungsdifferenzsignal 944 und ein Unterbelichtungsdifferenzsignal 952 zu erzeugen. Das Überbelichtungsdifferenzsignal 944 wird in den Überbelichtungsdifferenzkomparator 958 eingespeist. Das Unterbelichtungsdifferenzsignal 952 wird in den Unterbelichtungsdifferenzkomparator 962 eingespeist.Likewise, the second pixel stream becomes 904 of the second raw image in the overexposure comparator 928 and the underexposure comparator 936 fed. Compare the pixel values in this pixel stream 904 be with the overexposure value 912 and the underexposure value 920 adjusted to an overexposure difference signal 944 and an under-exposure difference signal 952 to create. The overexposure difference signal 944 becomes the overexposure difference comparator 958 fed. The underexposure difference signal 952 will be in the underexposure difference comparator 962 fed.

Gleichermaßen wird der dritte Pixelstrom 906 des dritten Rohbildes in einen Überbelichtungskomparator 930 und einen Unterbelichtungskomparator 938 eingespeist. Der Überbelichtungskomparator 930 erzeugt ein Überbelichtungsdifferenzsignal 946, das in den Überbelichtungsdifferenzkomparator 958 eingespeist wird. Das Überbelichtungsdifferenzsignal 946 ist die Differenz zwischen der Intensität der auftreffenden Strahlung, die das Pixel in der Lichtsensoranordnung in der Kamera 126 während der Belichtung beleuchtete, und dem Überbelichtungswert 914. Der Pixelstrom 906 wird ebenfalls in den Unterbelichtungskomparator 938 eingespeist, der die Intensität der auftreffenden Strahlung, die das Pixel in der Lichtsensoranordnung in der Kamera 126 während der Belichtung beleuchtete, und den Unterbelichtungswert 922 vergleicht, um ein Unterbelichtungsdifferenzsignal 954 zu erzeugen, das in den Unterbelichtungsdifferenzkomparator 962 eingespeist wird.Similarly, the third pixel stream 906 of the third raw image into an overexposure comparator 930 and an underexposure comparator 938 fed. The overexposure comparator 930 generates an overexposure difference signal 946 placed in the overexposure difference comparator 958 is fed. The overexposure difference signal 946 is the difference between the intensity of the incident radiation that is the pixel in the light sensor array in the camera 126 illuminated during the exposure, and the overexposure value 914 , The pixel stream 906 is also in the underexposure comparator 938 fed to the intensity of the incident radiation, which is the pixel in the light sensor array in the camera 126 lit during exposure, and the underexposure value 922 compares to an underexposure difference signal 954 in the underexposure difference comparator 962 is fed.

Gleichermaßen wird der vierte Pixelstrom 908 des vierten Rohbildes in den Überbelichtungskomparator 932 und den Unterbelichtungskomparator 940 eingespeist. Der Überbelichtungskomparator 932 erzeugt ein Überbelichtungsdifferenzsignal 948, das in den Überbelichtungsdifferenzkomparator 958 eingespeist wird. Das Überbelichtungsdifferenzsignal 948 ist die Differenz zwischen der Intensität der auftreffenden Strahlung, die das Pixel in der Lichtsensoranordnung in der Kamera 126 während der Belichtung beleuchtete, und dem Überbelichtungswert 916. Der Pixelstrom 908 wird ebenfalls in den Unterbelichtungskomparator 940 eingespeist, der die Intensität der auftreffenden Strahlung, die das Pixel in der Lichtsensoranordnung in der Kamera 126 während der Belichtung beleuchtete, und den Unterbelichtungswert 924 vergleicht, um ein Unterbelichtungsdifferenzsignal 956 zu erzeugen, das in den Unterbelichtungsdifferenzkomparator 962 eingespeist wird.Similarly, the fourth pixel stream 908 of the fourth raw image in the overexposure comparator 932 and the underexposure comparator 940 fed. The overexposure comparator 932 generates an overexposure difference signal 948 placed in the overexposure difference comparator 958 is fed. The overexposure difference signal 948 is the difference between the intensity of the incident radiation that is the pixel in the light sensor array in the camera 126 illuminated during the exposure, and the overexposure value 916 , The pixel stream 908 is also in the underexposure comparator 940 fed to the intensity of the incident radiation, which is the pixel in the light sensor array in the camera 126 lit during exposure, and the underexposure value 924 compares to an underexposure difference signal 956 in the underexposure difference comparator 962 is fed.

Die Überbelichtungswerte 910, 912, 914, 916 und die Unterbelichtungswerte 918, 920, 922, 924 können für ein bestimmtes System festgelegt sein, oder sie können entweder manuell oder automatisch mit maschinellen Bildgabe-Techniken verstellbar sein.The overexposure values 910 . 912 . 914 . 916 and the underexposure values 918 . 920 . 922 . 924 may be fixed for a particular system, or they may be adjustable either manually or automatically with machine imaging techniques.

In einem in 9A veranschaulichten Beispiel wird das zusammengesetzte Bild 253 in 2 aus vier Rohbildern 204', 210', 216', 222' verschmolzen, wie oben erläutert. Wie ebenfalls oben erläutert, wurden diese vier Rohbilder 204', 210', 216', 222' in 2 durch die Kamera 126 aus progressiv länger werdenden Belichtungszeiträumen 204, 210, 216, 222 erzeugt. Darum hatten die Pixellichtsensoren in der Lichtsensoranordnung in der Kamera 126 progressiv länger werdende Belichtungszeiträume 204, 210, 216, 222, in denen Licht absorbiert wurde, das von bestimmten Merkmalen in der Schweißregion 109 (1) abgestrahlt oder reflektiert wird, wie zum Beispiel der Schweißraupe 303, der Schweißdüse 104, der Schweißelektrode 106, dem Lichtbogen 107, dem Plasma 108, der Schweißpfütze 111, den Werkstücken 110, 112, der Schmelzzone 113 und dem Tröpfchen 121. Einige dieser Merkmale (zum Beispiel der Lichtbogen 107 und das Plasma 108) sind etwas heller als andere (zum Beispiel die Elektrode 106, die Schweißpfütze 111, das Tröpfchen 121 und die Schmelzzone 113) und sehr viel heller als wieder andere (zum Beispiel die Schweißraupe 103, die Schweißdüse 104 und die Werkstücke 110, 112). Darum hat die intensive Lichtenergie, die von den hellsten Merkmale (zum Beispiel dem Lichtbogen 107 und dem Plasma 108) abgestrahlt oder reflektiert wird, eine höhere Wahrscheinlichkeit einer Überbelichtung der betreffenden Lichtsensoren oder -detektoren in der Lichtsensoranordnung der Kamera 126, auf die eine solche intensive Lichtenergie fokussiert wird, während die weniger intensive Lichtenergie von weniger hellen Merkmalen eine geringere Wahrscheinlichkeit hat, die betreffenden Lichtsensoren oder -detektoren in der Lichtsensoranordnung der Kamera 126, auf die eine solche weniger intensive Lichtenergie fokussiert wird, überzubelichten. Überbelichtete Lichtsensoren oder -detektoren erbringen keine nutzbaren Pixeldaten für Bilder. Um also nutzbare Pixeldaten von den Lichtsensoren oder -detektoren in der Lichtsensoranordnung der Kamera 126, auf die die intensivste Lichtenergie fokussiert wird, zu erhalten, muss die Bestrahlung dieser Lichtsensoren oder -detektoren mit einer solchen intensiven Lichtenergie begrenzt werden. Wenn hingegen Lichtenergie, die von dunkleren Merkmalen (zum Beispiel der Schweißraupe 103 und den Werkstücken 110, 112) reflektiert wird, nicht genug Energie für die Lichtsensoren oder -detektoren in der Kamera 126, auf die solches energiearmes Licht fokussiert wird, besitzt, um nutzbare Pixeldaten aus diesen dunkleren Merkmalen zu erzeugen, so lassen diese Pixel in den resultierenden Rohbildern diese dunkleren Merkmale nicht erkennen. Darum können längere Belichtungszeiträume es ermöglichen, dass genug Lichtenergie von diesen dunkleren Merkmalen durch die Lichtsensoren oder -detektoren in der Lichtsensoranordnung der Kamera 126, auf die solche weniger intensive Lichtenergie fokussiert wird, detektiert wird, wodurch es diesen Lichtsensoren oder -detektoren möglich wird, nützliche Pixeldaten für diese dunkleren Merkmale zu erzeugen. Darum ist es ein Ziel der progressiv längeren Belichtungszeiträume 204, 210, 216, 222 in dem Beispiel von 2, es zu ermöglichen, dass die betreffenden Lichtsensoren oder -detektoren in der Lichtsensoranordnung der Kamera 126, auf die die intensivste Lichtenergie der hellsten Merkmale fokussiert wird, nutzbare Pixeldaten ohne Überbelichtung während der kürzeren Belichtungszeiträume (zum Beispiel während der ersten und zweiten Belichtungszeiträume 204, 210) selbst dann erzeugen, wenn die Lichtsensoren oder -detektoren, auf die die weniger intensive Lichtenergie fokussiert wird, keine nutzbaren Pixeldaten während dieser kürzeren Belichtungszeiträume erzeugen können. Dann können die Lichtsensoren oder -detektoren in der Lichtsensoranordnung der Kamera 126, auf die die weniger intensive Lichtenergie von den dunkleren Merkmalen fokussiert wird, während der anschließenden, längeren Belichtungszeiträume (zum Beispiel während der dritten und vierten Belichtungszeiträume 216, 222) nutzbare Pixeldaten selbst dann erzeugen, wenn die Lichtsensoren oder -detektoren, auf die die intensivste Lichtenergie fokussiert wird, möglicherweise überbelichtet werden. Wenn also Parameter (zum Beispiel Blende, Sensorempfindlichkeit und optionale Dämpfung mit der optionalen Abdunkelungsscheibe 130 (1)) [...], so hat das erste Rohbild 204 aus dem kürzesten Belichtungszeitraum 204 in dem Beispiel von 2 nutzbare Pixel von den hellsten Merkmalen (zum Beispiel dem Lichtbogen 107 und dem Plasma 108), während jedes nachfolgende anschließende Rohbild 210', 216', 222' in dem Beispiel von 2 mehr Pixel von überbelichteten Lichtsensoren oder -detektoren, die somit nutzlos sind, haben kann, aber dafür auch mehr nutzbare Pixel von Lichtsensoren oder -detektoren für die dunkleren Merkmale (zum Beispiel die Schweißraupe 103 und die Werkstücke 110, 112). Die Lichtenergie von mittlerer Intensität von den mehr oder weniger hellen Merkmalen (zum Beispiel der Düse 104, der Elektrode 106, der Pfütze 111, der Schmelzzone 113 und dem Tröpfchen 121) kann in einem Bereich liegen, der es den Lichtsensoren oder -detektoren in der Lichtsensoranordnung der Kamera 126, auf die solche Lichtenergie von mittlerer Intensität fokussiert wird, ermöglicht, nützliche Pixel in einigen oder allen Rohbildern 204', 210', 216', 222' zu erzeugen.In an in 9A Illustrated example is the composite image 253 in 2 from four raw pictures 204 ' . 210 ' . 216 ' . 222 ' fused as explained above. As also explained above, these four raw images 204 ' . 210 ' . 216 ' . 222 ' in 2 through the camera 126 from progressively longer exposure periods 204 . 210 . 216 . 222 generated. That's why the pixel light sensors in the light sensor array in the camera had 126 progressively longer exposure periods 204 . 210 . 216 . 222 in which light has been absorbed, that of certain features in the welding region 109 ( 1 ) is radiated or reflected, such as the weld bead 303 , the welding nozzle 104 , the welding electrode 106 , the arc 107 , the plasma 108 , of the weld puddle 111 , the workpieces 110 . 112 , the melting zone 113 and the droplet 121 , Some of these features (for example, the arc 107 and the plasma 108 ) are slightly lighter than others (for example, the electrode 106 , the sweat puddle 111 , the droplet 121 and the melting zone 113 ) and much brighter than others (for example, the welding bead 103 , the welding nozzle 104 and the workpieces 110 . 112 ). That's why the intense light energy that comes from the brightest features (for example, the arc 107 and the plasma 108 ) is emitted or reflected, a higher probability of overexposure of the relevant light sensors or detectors in the light sensor arrangement of the camera 126 on which such intense light energy is focused, while the less intense light energy of less bright features has a lower probability of the respective light sensors or detectors in the light sensor arrangement of the camera 126 to over-emphasize on which such a less intense light energy is focused. Overexposed light sensors or detectors do not provide usable pixel data for images. So useful pixel data from the light sensors or detectors in the light sensor assembly of the camera 126 In order to obtain the most intense light energy, it is necessary to limit the irradiation of these light sensors or detectors with such intense light energy. In contrast, when light energy, the darker features (for example, the weld bead 103 and the workpieces 110 . 112 ), not enough energy for the light sensors or detectors in the camera 126 , to which such low-energy light is focused, has to generate usable pixel data from these darker features, these pixels in the resulting raw images do not recognize these darker features. Therefore, longer exposure periods may allow enough light energy from these darker features to pass through the light sensors or detectors in the camera's light sensor array 126 , upon which such less intense light energy is focused, is detected, thereby allowing these light sensors or detectors to produce useful pixel data for these darker features. That is why it is a goal of the progressively longer exposure periods 204 . 210 . 216 . 222 in the example of 2 to enable the respective light sensors or detectors in the light sensor arrangement of the camera 126 , on which the most intense light energy of the brightest features is focused, usable pixel data without overexposure during the shorter exposure periods (for example, during the first and second exposure periods 204 . 210 ) even when the light sensors or detectors on which the less intense light energy is focused can not produce usable pixel data during these shorter exposure periods. Then, the light sensors or detectors in the light sensor arrangement of the camera 126 on which the less intense light energy is focused by the darker features during the subsequent, longer exposure periods (for example, during the third and fourth exposure periods 216 . 222 ) generate usable pixel data even if the light sensors or detectors on which the most intense light energy is focused may be overexposed. So if parameters (for example aperture, sensor sensitivity and optional attenuation with the optional dimming disc 130 ( 1 )) [...], so has the first raw picture 204 from the shortest exposure period 204 in the example of 2 usable pixels of the brightest features (for example, the arc 107 and the plasma 108 ), while each subsequent subsequent raw image 210 ' . 216 ' . 222 ' in the example of 2 can have more pixels from overexposed light sensors or detectors, which are thus useless, but also more usable pixels from light sensors or detectors for the darker features (eg, the weld bead 103 and the workpieces 110 . 112 ). The light energy of medium intensity of more or less bright features (for example, the nozzle 104 , the electrode 106 , the puddle 111 , the melting zone 113 and the droplet 121 ) may be in an area that makes it the light sensors or detectors in the light sensor array of the camera 126 on which such medium energy light energy is focused allows useful pixels in some or all of the raw images 204 ' . 210 ' . 216 ' . 222 ' to create.

Der Zweck des Bildkombinierers 900 in 9 ist es, entsprechende Pixel der Rohbilder 204', 210', 216', 222' der beispielhaften Techniken 200 von 2 auszuwählen und zu verschmelzen, um das zusammengesetzte Bild 253 mit Pixeln zu erzeugen, die klar eines, einige oder alle der Merkmale in der Schweißregion 109 (1) zeigen, so wie ein Nutzer es für eine bestimmte Ansicht, Analyse oder Steuerung wünscht. Natürlich trifft dieser Zweck auch auf die anderen beispielhaften im vorliegenden Text beschriebenen Techniken und Rohbilder zu. In einer beispielhaften Anwendung des Kombinierers 900 sind beliebige Pixelwerte 980, 981, 982, 983 von jeweiligen beliebigen entsprechenden Pixeln in den Rohbildern 204', 210', 216', 222' in 9A grafisch so gezeigt, wie sie in den ersten, zweiten, dritten und vierten Bildpixelströmen 902, 904, 906, 908 in 9 auftreten. Höhere Pixelwerte in dem Kurvendiagramm bedeuten, dass hellere, aber keine bestimmten Einheiten von Helligkeitslichtenergie-Intensitäten für diese Veranschaulichung verwendet werden. In diesem Beispiel von 9A sind die Überbelichtungswerte 910, 912, 914, 916 für alle vier Überbelichtungskomparatoren 926, 928, 930, 932 in 9 jeweils einander gleich eingestellt, obgleich sie auch verschiedenen sein könnten. Gleichermaßen sind die Unterbelichtungswerte 918, 920, 922, 924 für alle vier Unterbelichtungskomparatoren 934, 936, 938, 940 in 9 in diesem Beispiel von 9A jeweils einander gleich eingestellt, obgleich sie auch verschiedenen sein könnten. Da das erste Rohbild 204' den kürzesten Belichtungszeitraum hat (2), ist der Pixelwert 980 des Pixels in diesem Rohbild 204' wahrscheinlich niedriger als die progressiv höheren Pixelwerte 981, 982, 983 des entsprechenden Pixels in den zweiten, dritten und vierten Rohbildern 210', 216', 222', wie oben erläutert.The purpose of the image combiner 900 in 9 is it, corresponding pixels of the raw images 204 ' . 210 ' . 216 ' . 222 ' the exemplary techniques 200 from 2 to select and merge to the composite image 253 with pixels that clearly produce one, some or all of the features in the weld region 109 ( 1 ) as a user wishes for a particular view, analysis or control. Of course, this purpose also applies to the other exemplary techniques and raw images described herein. In an exemplary application of the combiner 900 are arbitrary pixel values 980 . 981 . 982 . 983 of any respective corresponding pixels in the raw images 204 ' . 210 ' . 216 ' . 222 ' in 9A graphically as they flow in the first, second, third and fourth image pixels 902 . 904 . 906 . 908 in 9 occur. Higher pixel values in the graph mean that brighter, but no particular units of brightness light energy intensities are used for this illustration. In this example of 9A are the overexposure values 910 . 912 . 914 . 916 for all four overexposure comparators 926 . 928 . 930 . 932 in 9 each set the same, although they could be different. Likewise, the underexposure values are 918 . 920 . 922 . 924 for all four Unterbelichtungskomparatoren 934 . 936 . 938 . 940 in 9 in this example of 9A each set the same, although they could be different. Because the first raw picture 204 ' has the shortest exposure period ( 2 ), is the pixel value 980 of the pixel in this raw image 204 ' probably lower than the progressively higher pixel values 981 . 982 . 983 of the corresponding pixel in the second, third and fourth raw images 210 ' . 216 ' . 222 ' as explained above.

Wenn diese Pixelwerte 980, 981, 982, 983 aus den Rohbildern 204', 210', 216', 222' mit dem Überbelichtungswert 910, 912, 914, 916 in den Überbelichtungskomparatoren 926, 928, 930, 932 von 9 verglichen werden, so sind die resultierenden Überbelichtungsdifferenzsignale 942, 944, 946, 948 progressiv kleiner, wie in 9A veranschaulichten. In diesem Beispiel ist der Pixelwert 983 des vierten Rohbildes 222' aufgrund des langen Belichtungszeitraums 222 (2), während dem das vierte Rohbild 222' erzeugt wurde, als überbelichtet veranschaulicht, was eintreten kann, wenn hoch-intensive Lichtenergie von einem sehr hellen Merkmal in der Schweißregion 109 (zum Beispiel dem Lichtbogen 107 oder dem Plasma 108) auf den Lichtsensor oder -detektor in der Lichtsensoranordnung der Kamera 126, der dieses Pixel erzeugte, fokussiert wurde. Darum ist, wie in 9A veranschaulicht, das resultierende Überbelichtungsdifferenzsignal 948 für diesen Pixelwert 983 in dem vierten Rohbild 222' null, was anzeigt, dass dieses Pixel in dem vierten Rohbild 222' nicht nutzbar ist. Andererseits besagen die Überbelichtungsdifferenzsignale ungleich null 942, 944, 946, die aus den Pixelwerten 980, 981, 982 für die entsprechenden Pixel in den ersten, zweiten bzw. dritten Rohbildern 204', 210', 216' resultieren, dass jeder dieser drei Pixelwerte 980, 981, 982 potenziell für das zusammengesetzte Bild 253 (2) nutzbar ist, je nachdem, welche Helligkeits-, Kontrast- oder sonstigen Bildeigenschaften für das resultierende zusammengesetzte Bild 253 gewünscht sind.If these pixel values 980 . 981 . 982 . 983 from the raw pictures 204 ' . 210 ' . 216 ' . 222 ' with the overexposure value 910 . 912 . 914 . 916 in the overexposure comparators 926 . 928 . 930 . 932 from 9 are compared, the resulting overexposure difference signals 942 . 944 . 946 . 948 progressively smaller, as in 9A illustrated. In this example, the pixel value is 983 of the fourth raw picture 222 ' due to the long exposure period 222 ( 2 ), during which the fourth raw picture 222 ' as overexposed illustrates what can happen when high-intensity light energy from a very bright feature in the weld region 109 (for example, the arc 107 or the plasma 108 ) on the light sensor or detector in the light sensor arrangement of the camera 126 who generated this pixel was focused. That is why, as in 9A illustrates the resulting overexposure difference signal 948 for this pixel value 983 in the fourth raw picture 222 ' null, indicating that this pixel is in the fourth raw image 222 ' not usable. On the other hand, the overexposure difference signals are not equal to zero 942 . 944 . 946 that from the pixel values 980 . 981 . 982 for the corresponding pixels in the first, second and third raw images, respectively 204 ' . 210 ' . 216 ' result in each of these three pixel values 980 . 981 . 982 potentially for the composite image 253 ( 2 ), depending on which brightness, contrast or other image properties for the resulting composite image 253 are desired.

Wir bleiben bei 9A. Wenn diese Pixelwerte 980, 981, 982, 983 von den Rohbildern 204', 210', 216', 222' mit dem Unterbelichtungswert 918, 920, 922, 924 in den Unterbelichtungskomparatoren 934, 936, 938, 940 von 9 verglichen werden, so sind die resultierenden Unterbelichtungsdifferenzsignale 950, 952, 954, 956 progressiv kleiner. In diesem Beispiel ist der Pixelwert 980 von dem ersten Rohbild 222' aufgrund des kurzen Belichtungszeitraums 204 (2), während dem dieses erste Rohbild 222' erzeugt wurde, als dunkel veranschaulicht. Dazu kann es kommen, wenn Lichtenergie von geringer Intensität von einem dunkleren Merkmal in der Schweißregion 109 (zum Beispiel der Schweißnaht 103 oder den Werkstücken 110, 112) auf den Lichtsensor oder -detektor in der Lichtsensoranordnung der Kamera 126, der dieses Pixel erzeugte, fokussiert wurde. Darum ist, wie in 9A veranschaulicht, das resultierende Unterbelichtungsdifferenzsignal 950 für diesen Pixelwert 980 in dem ersten Rohbild 204' null, was anzeigt, dass dieses Pixel in dem ersten Rohbild 204' möglicherweise nicht nutzbar ist, sofern es dem Nutzer nicht egal ist, ob die dunkleren Merkmale in der Schweißregion in einem bestimmten zusammengesetzten Bild 253 sichtbar sind oder nicht. Zum Beispiel kann es sein, dass der Nutzer oder ein automatisiertes Maschinensichtsystem nur an dem Tröpfchen 121 interessiert ist, das gewöhnlich keines der dunkelsten Merkmale ist; in diesem Fall könnte dieser Pixelwert 980 nutzbar sein. Andererseits besagen die Unterbelichtungsdifferenzsignale ungleich null 952, 954, 956, die aus den Pixelwerten 981, 982, 983 für die entsprechenden Pixel in den zweiten, dritten bzw. vierten Rohbildern 210', 216', 222' resultieren, dass jeder dieser drei Pixelwerte 981, 982, 983 potenziell für das zusammengesetzte Bild 253 (2) nutzbar ist, je nachdem, welche Helligkeits-, Kontrast- oder sonstigen Bildeigenschaften für das resultierende zusammengesetzte Bild 253 gewünscht sind.We stay with you 9A , If these pixel values 980 . 981 . 982 . 983 from the raw pictures 204 ' . 210 ' . 216 ' . 222 ' with the underexposure value 918 . 920 . 922 . 924 in the under-exposure comparators 934 . 936 . 938 . 940 from 9 are compared, the resulting underexposure difference signals 950 . 952 . 954 . 956 progressively smaller. In this example, the pixel value is 980 from the first raw picture 222 ' due to the short exposure period 204 ( 2 ), during which this first raw picture 222 ' was generated as dark. This can happen when light energy of low intensity comes from a darker feature in the weld region 109 (For example, the weld 103 or the workpieces 110 . 112 ) on the light sensor or detector in the light sensor arrangement of the camera 126 who generated this pixel was focused. That is why, as in 9A illustrates the resulting underexposure difference signal 950 for this pixel value 980 in the first raw picture 204 ' null, indicating that this pixel is in the first raw image 204 ' may not be useable unless the user cares whether the darker features in the weld region in a particular composite image 253 are visible or not. For example, the user or an automated machine vision system may only be at the droplet 121 which is usually not one of the darkest features; In this case, this pixel value could be 980 be usable. On the other hand, the underexposure difference signals are not equal to zero 952 . 954 . 956 that from the pixel values 981 . 982 . 983 for the corresponding pixels in the second, third and fourth raw images, respectively 210 ' . 216 ' . 222 ' result in each of these three pixel values 981 . 982 . 983 potentially for the composite image 253 ( 2 ), depending on which brightness, contrast or other image properties for the resulting composite image 253 are desired.

Da jedoch das entsprechende Pixel von dem vierten Rohbild 222' aufgrund von Überbelichtung unbrauchbar ist, wie oben erläutert, und da das entsprechende Pixel von dem ersten Rohbild 204' unterbelichtet ist, wie oben erläutert, sind in diesem Beispiel nur die entsprechenden Pixelwerte 981, 982 von den zweiten und dritten Rohbildern 210', 216' nutzbar, um ein beleuchtetes Merkmal der Schweißregion 109 (1) in einem zusammengesetzten Bild 253 zu zeigen. Natürlich können auch andere Belichtungszeiträume über andere Abschnitte (Phasen) der Energiewellenform, andere Lichtsensoranordnungsempfindlichkeitseinstellungen, andere Blendeneinstellungen, andere Lichtdämpfungen, Zusatzbeleuchtung und andere Justierungen andere Ergebnisse für andere Pixel erbringen. Es ist möglich, dass die meisten oder sogar alle entsprechenden Pixelwerte der Rohbilder unterhalb einer Überbelichtung und oberhalb einer Unterbelichtung gehalten werden können, indem Parameter wie Belichtungszeiträume, Phasen der Energiewellenform, über die die Belichtungen erfolgen, Sensoranordnungsempfindlichkeitseinstellungen, Blendeneinstellungen, Lichtdämpfungen, Zusatzbeleuchtungen und andere Justierungen während der Belichtungszeiträume dynamischen variiert werden.However, because the corresponding pixel is from the fourth raw image 222 ' due to overexposure, as explained above, and because the corresponding pixel from the first raw image 204 ' is underexposed, as explained above, in this example only the corresponding pixel values 981 . 982 from the second and third raw images 210 ' . 216 ' usable to illuminate a feature of the welding region 109 ( 1 ) in a composite picture 253 to show. Of course, other exposure periods over other portions (phases) of the energy waveform, other light sensor placement sensitivity settings, other aperture settings, other light attenuation, auxiliary illumination, and other adjustments may yield different results for other pixels. It is possible that most or even all corresponding pixel values of the raw images may be kept below overexposure and above underexposure by parameters such as exposure periods, energy waveform phases over which the exposures are made, sensor placement sensitivity settings, iris settings, light attenuations, auxiliary illuminations, and other adjustments be varied dynamically during the exposure periods.

Wie ebenfalls in 9 gezeigt, werden Hellbereichswerte 960 in den Überbelichtungsdifferenzkomparator 958 eingespeist. Gleichermaßen werden Dunkelbereichswerte 964 in den Unterbelichtungsdifferenzkomparator 962 eingespeist. Die Überbelichtungsdifferenzsignale 942, 944, 946, 948 werden ebenfalls in den Überbelichtungsdifferenzkomparator 958 eingespeist. Der Überbelichtungsdifferenzkomparator 958 vergleicht die Überbelichtungsdifferenzsignale 942948, und wählt in einer Ausführungsform das größte Überbelichtungsdifferenzsignal aus, das in den Umfang der Bereichswerte 960 fällt. Das ausgewählte Überbelichtungsbereinigte Pixel 966 am Ausgang des Überbelichtungsdifferenzkomparators 958 hat darum einen Pixelwert, der am weitesten von dem Überbelichtungswert entfernt ist, aber immer noch in den Hell-Bereich der Werte 960 fällt. Dementsprechend ist das Pixel, das aus den vier verschiedenen Pixelströmen ausgewählt wird, ein Pixel, das nicht überbelichtet ist, sondern einen Pixelwert hat, der in dem zusammengesetzten Bild angezeigt und betrachtet werden kann. In dem oben besprochenen Beispiel von 9A können die Hellbereichswerte 960 so eingestellt werden, dass sie einen Hell-Bereich 960 bilden, wie er in 9B veranschaulicht ist. In diesem Beispiel wird darum der Pixelwert 980 von dem ersten Rohbild 204' als unter dem Hell-Bereich 960' liegend abgelehnt, und der Pixelwert 983 von dem vierten Rohbild 222' wird als über dem Hell-Bereich 960' liegend abgelehnt. Zwischen den zwei Pixelwerten 981, 982 aus den jeweiligen zweiten und dritten Rohbildern 210', 216' hat das Pixel von dem zweiten Rohbild 210' ein Überbelichtungsdifferenzsignal 944, das größer ist als das Überbelichtungsdifferenzsignal 946 des Pixels von dem dritten Rohbild 216'. Darum wählt der Überbelichtungsdifferenzkomparator 958 (9) gemäß dem oben erläuterten Test das Pixel von dem zweiten Rohbild 210' zur Verwendung beim Verschmelzen des zusammengesetzten Bildes 253 (2) aus, und dieses Pixel mit seinem Pixelwert 981 wird als das ausgewählte überbelichtungsbereinigte Pixel 966 an den Pixelwähler 970 ausgegeben. Oder anders ausgedrückt: Das ausgewählte überbelichtungsbereinigte Pixel 966 ist ein Pixel, das in dem zusammengesetzten Bild betrachtet werden kann und nicht zu nahe am Überbelichtungspunkt liegt. Natürlich könnte der Überbelichtungsdifferenzkomparator 958 auch mit einem anderen Test eingestellt werden. Anstatt zum Beispiel das größte Überbelichtungsdifferenzsignal auszuwählen, das in den Umfang der Hellbereichswerte 960 fällt, könnte der Überbelichtungsdifferenzkomparator 958 so eingestellt werden, dass er das kleinste Überbelichtungsdifferenzsignal auswählt, das in den Umfang der Bereichswerte 960 fällt. Falls das obere Ende der Hellbereichswerte 960 auf genügend unterhalb des Überbelichtungswertes eingestellt wird, um sicherzustellen, dass ein Zustand nahe der Überbelichtung kein Problem darstellt, dann wählt dieser Test das hellste akzeptable Pixel aus, das in dem Beispiel von 9B das Pixel aus dem dritten Rohbild 216' ist.Like also in 9 Shown are bright area values 960 in the overexposure difference comparator 958 fed. Similarly, dark area values become 964 in the underexposure difference comparator 962 fed. The overexposure difference signals 942 . 944 . 946 . 948 are also included in the overexposure difference comparator 958 fed. The overexposure difference comparator 958 compares the overexposure difference signals 942 - 948 , and choose in one Embodiment, the largest overexposure difference signal in the scope of the range values 960 falls. The selected overexposure-cleaned pixel 966 at the output of the overexposure difference comparator 958 therefore has a pixel value furthest from the overexposure value, but still in the bright range of the values 960 falls. Accordingly, the pixel selected from the four different pixel streams is a pixel that is not overexposed but has a pixel value that can be displayed and viewed in the composite image. In the above discussed example of 9A can the bright area values 960 be set so that they have a bright area 960 form as he is in 9B is illustrated. This example becomes the pixel value 980 from the first raw picture 204 ' as below the Hell area 960 ' lying rejected, and the pixel value 983 from the fourth raw picture 222 ' is considered over the Hell area 960 ' lying rejected. Between the two pixel values 981 . 982 from the respective second and third raw images 210 ' . 216 ' has the pixel from the second raw image 210 ' an overexposure difference signal 944 which is larger than the overexposure difference signal 946 of the pixel from the third raw image 216 ' , That is why the overexposure difference comparator chooses 958 ( 9 ) according to the test explained above, the pixel from the second raw image 210 ' for use in merging the composite image 253 ( 2 ), and this pixel with its pixel value 981 is considered the selected overexposure-corrected pixel 966 to the pixel selector 970 output. In other words, the selected overexposure-corrected pixel 966 is a pixel that can be viewed in the composite image and is not too close to the overexposure point. Of course, the overexposure difference comparator could 958 also be set with another test. For example, instead of selecting the largest overexposure difference signal, which is within the range of bright range values 960 could fall, the overexposure difference comparator 958 be set to select the smallest overexposure difference signal within the range of the range values 960 falls. If the upper end of the bright area values 960 is set sufficiently below the overexposure value to ensure that a near-overexposure condition is not a problem, then this test selects the brightest acceptable pixel used in the example of FIG 9B the pixel from the third raw picture 216 ' is.

Die Unterbelichtungsdifferenzsignale 950, 952, 954, 956 werden in den Unterbelichtungsdifferenzkomparator 962 eingespeist. Der Unterbelichtungsdifferenzkomparator 962 wählt das Unterbelichtungsdifferenzsignal aus, welches das größte ist, aber immer noch in die Dunkelbereichswerte 964 fällt. Oder anders ausgedrückt: Es ist wünschenswert, Pixel auszuwählen, die nicht zu dunkel sind, um noch in einem zusammengesetzten Bild gesehen werden zu können, und immer noch in einen Bereich von Werten fallen. Das ausgewählte unterbelichtungsbereinigte Pixel 968 wird dann in den Pixelwähler 970 eingespeist. In dem Beispiel von 9A können die Dunkelbereichswerte 964 so eingestellt werden, dass sie einen Dunkel-Bereich 964 bilden, wie in 9C veranschaulicht. In diesem Beispiel wird darum der Pixelwert 980 von dem ersten Rohbild 204' als unterhalb des Dunkel-Bereichs 964' liegend abgelehnt, und der Pixelwert 983 von dem vierten Rohbild 222' wird als oberhalb des Dunkel-Bereichs 964' liegend abgelehnt. Zwischen den zwei Pixelwerten 981, 982 von den jeweiligen zweiten und dritten Rohbildern 210', 216' hat das Pixel von dem dritten Rohbild 216' ein Überbelichtungsdifferenzsignal 954, das größer ist als das Überbelichtungsdifferenzsignal 952 des Pixels von dem zweiten Rohbild 216'. Darum wählt der Unterbelichtungsdifferenzkomparator 962 (9) gemäß dem oben erläuterten Test das Pixel von dem dritten Rohbild 210' zur Verwendung beim Verschmelzen des zusammengesetzten Bildes 253 (2) aus, und dieses Pixel mit seinem Pixelwert 982 wird als das ausgewählte unterbelichtungsbereinigte Pixel 968 an den Pixelwähler 970 ausgegeben. Oder anders ausgedrückt: Das ausgewählte unterbelichtungsbereinigte Pixel 968 ist ein Pixel, das in dem zusammengesetzten Bild betrachtet werden kann und nicht zu nahe am Unterbelichtungspunkt liegt. Natürlich könnte der Unterbelichtungsdifferenzkomparator 962 auch mit einem anderen Test eingestellt werden. Anstatt zum Beispiel das größte Überbelichtungsdifferenzsignal auszuwählen, das in den Umfang der Dunkelbereichswerte 964 fällt, könnte der Überbelichtungsdifferenzkomparator 962 auch so eingestellt werden, dass er das kleinste Unterbelichtungsdifferenzsignal wählt, das in den Umfang der Bereichswerte 964 fällt. Falls das untere Ende der Dunkelbereichswerte 964 auf genügend oberhalb des Unterbelichtungswertes eingestellt wird, um sicherzustellen, dass das Pixel in dem zusammengesetzten Bild zu sehen ist, so wählt dieser Test das dunkelste akzeptable Pixel, das in dem Beispiel von 9B das Pixel von dem zweiten Rohbild 216' ist.The underexposure difference signals 950 . 952 . 954 . 956 be in the underexposure difference comparator 962 fed. The underexposure difference comparator 962 selects the underexposure difference signal, which is the largest, but still in the dark area values 964 falls. In other words, it is desirable to select pixels that are not too dark to be seen in a composite image and still fall within a range of values. The selected underexposure-corrected pixel 968 will then be in the pixel selector 970 fed. In the example of 9A can the dark area values 964 be set to a dark area 964 form as in 9C illustrated. This example becomes the pixel value 980 from the first raw picture 204 ' as below the dark area 964 ' lying rejected, and the pixel value 983 from the fourth raw picture 222 ' is considered above the dark area 964 ' lying rejected. Between the two pixel values 981 . 982 from the respective second and third raw images 210 ' . 216 ' has the pixel from the third raw image 216 ' an overexposure difference signal 954 which is larger than the overexposure difference signal 952 of the pixel from the second raw image 216 ' , Therefore, the underexposure difference comparator selects 962 ( 9 ) according to the test explained above, the pixel from the third raw image 210 ' for use in merging the composite image 253 ( 2 ), and this pixel with its pixel value 982 is chosen as the underexposure-corrected pixel 968 to the pixel selector 970 output. In other words, the selected underexposure-corrected pixel 968 is a pixel that can be viewed in the composite image and is not too close to the underexposure point. Of course, the underexposure difference comparator could 962 also be set with another test. For example, instead of selecting the largest overexposure difference signal, that is, the amount of dark area values 964 could fall, the overexposure difference comparator 962 can also be set to select the smallest underexposure difference signal within the range of the range values 964 falls. If the lower end of the dark area values 964 is set sufficiently above the underexposure value to ensure that the pixel is seen in the composite image, this test selects the darkest acceptable pixel used in the example of FIG 9B the pixel from the second raw image 216 ' is.

Der Pixelwähler 970 wählt zwischen dem ausgewählten überbelichtungsbereinigten Pixel 966 und dem ausgewählten unterbelichtungsbereinigten Pixel 968 für ein ausgewähltes bevorzugtes Pixel 972. In Abhängigkeit von den Hellbereichswerten 960 und den Dunkelbereichswerten 964, die in dem Überbelichtungsdifferenzkomparator 958 und dem Unterbelichtungsdifferenzkomparator 962 verwendet werden, wie oben erläutert, können diese Pixel dasselbe Pixel sein. Wenn es des Weiteren kein ausgewähltes überbelichtungsbereinigtes Pixel 966 aus dem Überbelichtungsdifferenzkomparator 958 gibt, so wählt der Pixelwähler 970 das unterbelichtungsbereinigte Pixel 968 aus dem Unterbelichtungsdifferenzkomparator 962. Falls es kein ausgewähltes unterbelichtungsbereinigtes Pixel 968 aus dem Unterbelichtungsdifferenzkomparator 962 gibt, so wählt der Pixelwähler 970 automatisch das überbelichtungsbereinigte Pixel 966 aus dem Überbelichtungsdifferenzkomparator 958. Das ausgewählte Pixel 972 wird dann zu einem Bildgenerator 974 gesendet, der das zusammengesetzte Bild generiert. Falls es jedoch weder ein ausgewähltes überbelichtungsbereinigtes Pixel 966 noch ein ausgewähltes unterbelichtungsbereinigtes Pixel 968 gibt, so sendet der Pixelwähler 970 kein ausgewähltes Pixel 972 an den Bildgenerator 974. Falls es eine Anzahl von Pixeln gibt, die nicht in dem zusammengesetzten Bild vorhanden sind, so können weitere akzeptable Pixel in den Rohbildern erzeugt werden, indem Parameter wie zum Beispiel Belichtungszeiträume, Phasen der Energiewellenform, über die sich Belichtungen erstrecken, usw. justiert werden oder indem Betriebsparameter der Kamera 126 wie zum Beispiel Empfindlichkeit der Lichtsensoranordnung, Blende, optionale Abdunkelungsscheibe usw. justiert werden, wie oben besprochen. Des Weiteren können auch die Bereichswerte 960, 964 so justiert werden, dass sie weitere ausgewählte Pixel enthalten.The pixel selector 970 selects between the selected overexposure-corrected pixel 966 and the selected underexposure-corrected pixel 968 for a selected preferred pixel 972 , Depending on the bright range values 960 and the dark area values 964 included in the overexposure difference comparator 958 and the underexposure difference comparator 962 As explained above, these pixels may be the same pixel. Furthermore, if it is not a selected overexposure-corrected pixel 966 from the overexposure difference comparator 958 there, the pixel selector will choose 970 the underexposure corrected pixel 968 from the underexposure difference comparator 962 , If it is not selected underexposure-corrected pixel 968 from the underexposure difference comparator 962 there, the pixel selector will choose 970 automatically the overexposure-corrected pixel 966 from the overexposure difference comparator 958 , The selected pixel 972 then becomes an image generator 974 sent, which generates the composite image. However, if it is neither a selected overexposure-cleaned pixel 966 another selected underexposure pixel 968 There, the pixel selector sends 970 no selected pixel 972 to the image generator 974 , If there are a number of pixels not present in the composite image, then other acceptable pixels in the raw images can be generated by adjusting parameters such as exposure periods, phases of the energy waveform over which exposures extend, etc., or by operating the camera 126 such as sensitivity of the light sensor assembly, aperture, optional dimming disc, etc., as discussed above. Furthermore, the range values 960 . 964 adjusted so that they contain more selected pixels.

Der Pixelwähler 970 kann beliebige aus einer Vielzahl verschiedener Kriterien anwenden, die zwischen dem überbelichtungsbereinigten Pixel 966 und dem unterbelichtungsbereinigten Pixel 968 auszuwählen sind, um ein ausgewähltes Pixel 972 an den Bildgenerator 974 zu senden. Zum Beispiel kann an den Pixelwähler 970 ein Median-Pixelwert übermittelt werden, und er kann das überbelichtungsbereinigte Pixel 966 und das unterbelichtungsbereinigte Pixel 968 mit dem Median-Pixelwert vergleichen. Der Pixelwähler 970 kann das Pixel mit dem Pixelwert auswählen, der am weitesten von dem Median-Wert abweicht, oder er kann das Pixel mit dem Pixelwert auswählen, dass am wenigsten von dem Median-Wert abweicht. Der erstere Fall kann mehr Kontrast für das resultierende zusammengesetzte Bild erbringen, und der letztere kann mehr Gleichmäßigkeit in das resultierende zusammengesetzte Bild bringen. In einigen Fällen könnte es auch egal sein, ob das überbelichtungsbereinigte Pixel 966 oder das unterbelichtungsbereinigte Pixel ausgewählt wird, so dass eine Zufallsauswahl oder eine abwechselnde Auswahl zwischen diesen zwei Pixeln ein zufriedenstellendes Ergebnis erbringen kann.The pixel selector 970 can apply any of a variety of different criteria that exist between the overexposure-corrected pixel 966 and the underexposure corrected pixel 968 to select a selected pixel 972 to the image generator 974 to send. For example, to the pixel selector 970 a median pixel value may be transmitted, and it may be the overexposure-corrected pixel 966 and the underexposure corrected pixel 968 compare with the median pixel value. The pixel selector 970 may select the pixel having the pixel value which is furthest from the median value, or may select the pixel having the pixel value that is least different from the median value. The former case can provide more contrast for the resulting composite image, and the latter can bring more uniformity into the resulting composite image. In some cases, it also might not matter if the overexposure-corrected pixel 966 or the underexposure adjusted pixel is selected so that random selection or alternate selection between these two pixels can provide a satisfactory result.

Der Bildkombinierer 900 von 9 ist ein Beispiel der Art und Weise, wie Pixel aus den Rohbildern für ein kombiniertes Bild ausgewählt werden können. Es können auch andere Modifizierungen vorgenommen werden. Zum Beispiel können die Unterbelichtungskomparatoren 934, 936, 938, 940 weggelassen werden, wie auch der Unterbelichtungsdifferenzkomparator 962. Die Hellbereichswerte 960 können so justiert werden, dass die Unterbelichtungskomparatoren nicht benötigt werden. Für Hochgeschwindigkeitsbildgabeanwendungen können die Komparatoren Hardware-Komparatoren sein, so dass das Bild fast in Echtzeit bereitgestellt werden kann. Darüber hinaus können die Komparatoren des Bildkombinierers 900 auch Software-Komparatoren umfassen, die als ein Abschnitt einer Software-implementierten Steuereinheit 124 fungieren. Die ausgewählten Pixeln 972 werden dann an den Bildgenerator 974 gesendet, der ein zusammengesetztes Bild zum Anzeigen auf der Anzeigevorrichtung 978 und/oder zur Analyse in einem Analysator 976 generiert. Der Analysator 976 kann in der Sichtsystemsteuereinheit 124 (1) implementiert werden, und die Anzeigevorrichtung 978 kann als die Anzeigevorrichtung 138 in 1 implementiert werden, auf der zusammengesetzte Bilder 140 entweder im Standbild- oder im Videoformat angezeigt werden.The image combiner 900 from 9 is an example of the way pixels can be selected from raw images for a combined image. Other modifications may be made. For example, the under-exposure comparators 934 . 936 . 938 . 940 be omitted, as well as the underexposure difference comparator 962 , The bright area values 960 can be adjusted so that the underexposure comparators are not needed. For high speed imaging applications, the comparators may be hardware comparators so that the image can be provided in near real time. In addition, the comparators of the image combiner 900 Also include software comparators that act as a section of a software-implemented control unit 124 act. The selected pixels 972 are then sent to the image generator 974 sent a composite image for display on the display device 978 and / or for analysis in an analyzer 976 generated. The analyzer 976 can in the visual system control unit 124 ( 1 ) and the display device 978 can as the display device 138 in 1 be implemented on the composite images 140 either in still or video format.

Ein weiterer beispielhafter Prozess 1000 zum Verschmelzen einer Reihe von Rohbildern zum Erzeugen zusammengesetzter Bilder, der eine höhere Anzeigegeschwindigkeit und eine sanftere Videobildfolge ermöglichen kann, ist in 10 veranschaulicht. In diesem beispielhaften Prozess 1000 werden die Rohbilder nicht diskontinuierlich oder in Sätzen von vier (oder einer sonstigen zweckmäßigen Anzahl) verschmolzen, um die zusammengesetzten Bilder zu erzeugen, wie in den Beispielen der 2, 3, 4 und 5 veranschaulicht ist, sondern die zusammengesetzten Bilder 1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036, 1037, 1038, 1039, ..., N in 10 werden in einem kontinuierlichen seriellen Aktualisierungsprozess verschmolzen. Dementsprechend wird ein neues (aktualisiertes) zusammengesetztes Bild nach der Erzeugung jedes Rohbildes 1004', 1010', 1016', 1022', 1006', 1012', 1018', 1024', 1008', 1014', 1020', 1026', ..., n' durch die Kamera 126 (1) erzeugt, anstatt zu warten, bis Sätze aus vier Rohbildern durch die Kamera 126 erzeugt werden, bevor das nächste zusammengesetzte Bild erzeugt wird. Zum Beispiel wird, wie in 10 veranschaulicht, das erste zusammengesetzte Bild 1031 durch Verschmelzen von Pixeln von den ersten vier Rohbildern 1004', 1010', 1016', 1022' erzeugt. Das zweite zusammengesetzte Bild 1032 wird dann unter Verwendung von Pixeln aus dem fünften Rohbild 1006' und durch Abwerfen (d. h. Nichtverwendung) von Pixeln von dem ersten Rohbild 1004' erzeugt, während die Verwendung von Pixeln aus den zweiten, dritten und vierten Rohbildern 1010, 1016 fortgesetzt wird. Gleichermaßen wird, wenn das sechste Rohbild 1012' durch die Kamera 126 erzeugt wird, das dritte zusammengesetzte Bild 1033 unter Verwendung von Pixeln aus dem neuen, sechsten Rohbild 1012' zusammen mit Pixeln aus den dritten, vierten und fünften Rohbildern 1016', 1022' und 1006' erzeugt. Gleichermaßen wird jedes der anschließenden zusammengesetzten Bilder 1033, 1034, 1035, 1036, 1037, 1038, 1039, ..., N mit den jeweiligen neu erzeugten Rohbildern 1012', 1018', 1024', 1008', 1014', 1020', 1026', ..., n' zusammen mit Pixeln aus den unmittelbar vorangegangenen drei Rohbildern erzeugt.Another exemplary process 1000 for merging a series of raw images to produce composite images, which may allow for a higher display speed and a smoother video image sequence, is disclosed in US Pat 10 illustrated. In this exemplary process 1000 For example, the raw images are not fused intermittently or in sets of four (or any other convenient number) to produce the composite images, as in the examples of Figs 2 . 3 . 4 and 5 is illustrated, but the composite images 1031 . 1032 . 1033 . 1034 . 1035 . 1036 . 1037 . 1038 . 1039 , ..., N in 10 are merged in a continuous serial update process. Accordingly, a new (updated) composite image becomes after the generation of each raw image 1004 ' . 1010 ' . 1016 ' . 1022 ' . 1006 ' . 1012 ' . 1018 ' . 1024 ' . 1008 ' . 1014 ' . 1020 ' . 1026 ' , ..., n 'through the camera 126 ( 1 ), rather than waiting for sets of four raw images to pass through the camera 126 are generated before the next composite image is generated. For example, as in 10 illustrates the first composite image 1031 by merging pixels from the first four raw images 1004 ' . 1010 ' . 1016 ' . 1022 ' generated. The second composite picture 1032 is then using pixels from the fifth raw image 1006 ' and by dropping (ie, not using) pixels from the first raw image 1004 ' generated while using pixels from the second, third and fourth raw images 1010 . 1016 will continue. Similarly, when the sixth raw picture 1012 ' through the camera 126 is generated, the third composite image 1033 using pixels from the new, sixth raw image 1012 ' together with pixels from the third, fourth and fifth raw images 1016 ' . 1022 ' and 1006 ' generated. Likewise, each of the subsequent composite images 1033 . 1034 . 1035 . 1036 . 1037 . 1038 . 1039 , ..., N with the newly generated raw images 1012 ' . 1018 ' . 1024 ' . 1008 ' . 1014 ' . 1020 ' . 1026 ' , ..., n 'together with pixels from the immediately preceding three raw images.

Auch hier ist der Einfachheit halber, und zum Vergleich, die Energiewellenform 1002 in 10 als sinusförmig gezeigt, ähnlich der Energiewellenform 200 in 2, obgleich auch andere Wechselstrom- oder Gleichstromwellenformen verwendet werden können. Des Weiteren sind – der Einfachheit halber, und zum Vergleich – die Belichtungszeiträume 1004, 1010, 1016, 1022, 1006, 1012, 1018, 1024, 1008, 1014, 1020, 1026 in 10 jeweils die gleichen wie die Belichtungszeiträume 204, 210, 216, 222, 206, 212, 218, 224, 208, 214, 220, 226 in 2. Des Weiteren haben diese Belichtungszeiträume in 10 die gleichen Belichtungsinitiierungs-Auslöserpunkte und die gleichen Belichtungsbeendigungs-Auslöserpunkte wie die Belichtungsinitiierungs-Auslöserpunkte und Belichtungsbeendigungs-Auslöserpunkte in 2, und es können die gleichen Techniken verwendet werden, um diese Auslöserpunkte festzulegen. Darum sind der Einfachheit halber, und um unnötige textliche Überladung und Wiederholung zu vermeiden, die Belichtungsinitiierungs-Auslöserpunkte und die Belichtungsbeendigungs-Auslöserpunkte in 10 nicht gezeigt. Es soll genügen festzustellen, dass die Rohbilder 1004', 1010', 1016', 1022', 1006', 1012', 1018', 1024', 1008', 1014', 1020', 1026' in 10 in der gleichen Weise erzeugt werden können wie jedes der Rohbilder in den Beispielen der 2, 3, 4 und 5.Again, for the sake of simplicity, and for comparison, the energy waveform 1002 in 10 shown as sinusoidal, similar to the energy waveform 200 in 2 Although other AC or DC waveforms may be used. Furthermore, for the sake of simplicity, and for comparison, the exposure periods 1004 . 1010 . 1016 . 1022 . 1006 . 1012 . 1018 . 1024 . 1008 . 1014 . 1020 . 1026 in 10 each the same as the exposure periods 204 . 210 . 216 . 222 . 206 . 212 . 218 . 224 . 208 . 214 . 220 . 226 in 2 , Furthermore, these exposure periods have in 10 the same exposure initiation trigger points and the same exposure completion trigger points as the exposure initiation trigger points and exposure completion trigger points in FIG 2 , and the same techniques can be used to set these trigger points. Therefore, for the sake of simplicity, and to avoid unnecessary textual overload and repetition, the exposure initiation trigger points and the exposure completion trigger points in FIG 10 Not shown. It should suffice to state that the raw images 1004 ' . 1010 ' . 1016 ' . 1022 ' . 1006 ' . 1012 ' . 1018 ' . 1024 ' . 1008 ' . 1014 ' . 1020 ' . 1026 ' in 10 can be generated in the same way as each of the raw images in the examples of 2 . 3 . 4 and 5 ,

Der Verschmelzungsprozess, der in den 8, 9, 9A, 9B und 9C gezeigt ist und oben beschrieben wurde, kann dafür verwendet werden, das erste zusammengesetzte Bild 1030 zu erzeugen. Zum Beispiel werden, wie in 11 in Verbindung mit 8 veranschaulicht, die jeweiligen Pixelströme der ersten, zweiten und dritten Rohbilder 1004', 1010', 1016' in die jeweiligen ersten, zweiten und dritten Schieberegister 810, 812, 814 eingespeist, um die ersten, zweiten und dritten Pixelströme genug zu verzögern, um sie temporal auf den Pixelstrom des vierten Rohbildes 1022' auszurichten, wie oben erläutert. Infolge dessen werden alle vier Pixelströme der ersten, zweiten, dritten und vierten Rohbilder 1004', 1010', 1016', 1022' bei 820, 822, 824, 826 zur selben Zeit T1 ausgegeben, so dass entsprechende Pixel in diesen vier Rohbildern 1004', 1010', 1016', 1022' die jeweiligen Eingänge 902, 904, 906, 908 des Bildkombinierers 900 (9) gleichzeitig erreichen. Der Bildkombinierer 900 wählt dann Pixel aus den vier Pixelströmen der Rohbilder 1004', 1010', 1016', 1022' zum Generieren des ersten zusammengesetzten Bildes 1031 (10) in dem Bildgenerator 974 (9) aus, wie oben erläutert.The merger process that takes place in the 8th . 9 . 9A . 9B and 9C can be used for the first composite image 1030 to create. For example, as in 11 combined with 8th illustrates the respective pixel streams of the first, second and third raw images 1004 ' . 1010 ' . 1016 ' into the respective first, second and third shift registers 810 . 812 . 814 to delay the first, second and third pixel streams enough to temporally apply them to the pixel stream of the fourth raw image 1022 ' align as explained above. As a result, all four pixel streams of the first, second, third and fourth raw images 1004 ' . 1010 ' . 1016 ' . 1022 ' at 820 . 822 . 824 . 826 at the same time T1 is output, so that corresponding pixels in these four raw images 1004 ' . 1010 ' . 1016 ' . 1022 ' the respective inputs 902 . 904 . 906 . 908 of the image combiner 900 ( 9 ) at the same time. The image combiner 900 then selects pixels from the four pixel streams of the raw images 1004 ' . 1010 ' . 1016 ' . 1022 ' to generate the first composite image 1031 ( 10 ) in the image generator 974 ( 9 ), as explained above.

Wie oben erläutert, wird, wenn das fünfte Rohbild 1006' (10) durch die Kamera 126 (1) erzeugt wird, das nächste (zweite) zusammengesetzte Bild 1032 in 10 durch Aktualisieren des früheren zusammengesetzten Bildes 1031 mit neuen Pixeldaten aus dem neuen Rohbild 1006' und Abwerfen der Pixeldaten aus dem ersten Rohbild 1004' erzeugt. Darum wird das aktualisierte (zweite) zusammengesetzte Bild 1031 aus Pixeln verschmolzen, die aus den zweiten bis fünften Rohbildern 1010', 1016', 1022', 1006' ausgewählt sind. Mit Bezug auf die 8 und 9 kann ein solcher kontinuierlicher serieller Aktualisierungsprozess beispielsweise ausgeführt werden, indem man die Pixelströme aus den unmittelbar vorangehenden Rohbildern in Schieberegister 810, 812, 814 der Verzögerungshardware 800 im Anschluss an die Pixelströme aus den Rohbildern vor ihnen eingespeist. Infolge dessen wird der Pixelstrom aus dem neuesten Rohbild temporal auf Pixelströme der drei unmittelbar vorangehenden Rohbilder ausgerichtet. Um die temporale Natur dieses beispielhaften Prozesses zu veranschaulichen, ist die Verzögerungshardware 800 mit ihren drei Schieberegistern 810, 812, 814 in 11 in symbolischer Folge veranschaulicht, obgleich eigentlich nur die eine Verzögerungshardware 800 verwendet wird. Wie oben angesprochen, wird das erste zusammengesetzte Bild 1031 erzeugt, indem die Pixelströme aus den ersten vier Rohbildern 1004', 1010', 1016', 1022' in die Verzögerungshardware 800 eingespeist werden, um die jeweiligen entsprechenden Pixel aus diesen vier Rohbildern temporal auszurichten. Die Pixelströme aus den ersten drei Rohbildern 1004', 1010', 1016', 1022' werden in die jeweiligen Schieberegister 810, 812, 814 eingespeist, um diese Pixelströme genug temporal zu verzögern, um sie temporal für eine gleichzeitige Ausgabe bei einer Zeit T1 an den Bildkombinierer 900 (9) auszurichten. Gleichzeitig werden die Pixelströme aus den zweiten, dritten und vierten Rohbildern 1010', 1016', 1022' jeweils in die ersten, zweiten und dritten Schieberegister 810, 812, 814 eingespeist, um sie um einen zweckmäßigen Zeitbetrag zu verzögern, um sie temporal auf den Pixelstrom aus dem neuen fünften Rohbild 1006' auszurichten, wenn dieses neue fünfte Rohbild 1006' durch die Kamera 126 (1) erzeugt wird. Dementsprechend werden die Ausgangssignale 820, 822, 824, 826 der Pixelströme der zweiten, dritten, vierten und fünften Rohbilder 1010', 1016', 1022', 1006' aus der Verzögerungshardware 800 am Zeitpunkt T2 temporal aufeinander ausgerichtet. Dementsprechend werden diese temporal ausgerichteten Pixelströme der zweiten, dritten, vierten und fünften Rohbilder 1010', 1016', 1022', 1006' in die Eingänge 902, 904, 906, 908 des Bildkombinierers 900 (9) zur Pixelauswahl und zur Generierung des zweiten zusammengesetzten Bildes 1032 (10) in dem Bildgenerator 974 (9) eingespeist, wie oben beschrieben.As explained above, when the fifth raw picture 1006 ' ( 10 ) through the camera 126 ( 1 ), the next (second) composite image 1032 in 10 by updating the previous composite image 1031 with new pixel data from the new raw picture 1006 ' and dropping the pixel data from the first raw image 1004 ' generated. This is what the updated (second) composite image becomes 1031 made up of pixels from the second to fifth raw images 1010 ' . 1016 ' . 1022 ' . 1006 ' are selected. With reference to the 8th and 9 For example, such a continuous serial update process may be performed by shifting the pixel streams from the immediately preceding raw images into shift registers 810 . 812 . 814 the delay hardware 800 following the pixel streams fed from the raw images in front of them. As a result, the pixel stream from the latest raw image is temporally aligned to pixel streams of the three immediately preceding raw images. To illustrate the temporal nature of this exemplary process is the delay hardware 800 with their three shift registers 810 . 812 . 814 in 11 symbolically illustrated, although actually only the one delay hardware 800 is used. As mentioned above, the first composite image becomes 1031 generated by the pixel streams from the first four raw images 1004 ' . 1010 ' . 1016 ' . 1022 ' in the delay hardware 800 to temporally align the respective corresponding pixels from these four raw images. The pixel streams from the first three raw images 1004 ' . 1010 ' . 1016 ' . 1022 ' are in the respective shift registers 810 . 812 . 814 to temporally delay these pixel streams enough to temporally send them to the image combiner for a simultaneous output at a time T1 900 ( 9 ). At the same time, the pixel streams become the second, third and fourth raw images 1010 ' . 1016 ' . 1022 ' each in the first, second and third shift registers 810 . 812 . 814 to delay them by an appropriate amount of time, to temporalize them to the pixel stream from the new fifth raw image 1006 ' align when this new fifth raw picture 1006 ' through the camera 126 ( 1 ) is produced. Accordingly, the output signals 820 . 822 . 824 . 826 the pixel streams of the second, third, fourth and fifth raw images 1010 ' . 1016 ' . 1022 ' . 1006 ' from the delay hardware 800 temporally aligned at time T2. Accordingly, these temporally aligned pixel streams become the second, third, fourth, and fifth raw images 1010 ' . 1016 ' . 1022 ' . 1006 ' in the entrances 902 . 904 . 906 . 908 of the image combiner 900 ( 9 ) for pixel selection and generation of the second composite image 1032 ( 10 ) in the image generator 974 ( 9 ), as described above.

Zur selben Zeit, wie die Pixelströme der zweiten, dritten, vierten und fünften Rohbilder 1010', 1016', 1022', 1006' temporal in der Verzögerungshardware 800 ausgerichtet werden, werden die Pixelströme der dritten, vierten und fünften Rohbilder 1016', 1022', 1006' jeweils in die ersten, zweiten und dritten Schieberegister 810, 812, 814 eingespeist, um sie um einen zweckmäßigen Zeitbetrag zu verzögern, um sie temporal auf den Pixelstrom aus dem neuen sechsten Rohbild 1012' auszurichten, wenn dieses neue sechste Rohbild 1012' durch die Kamera 126 (1) erzeugt wird. Dementsprechend werden die Ausgangssignale 820, 822, 824, 826 der Pixelströme der dritten, vierten, fünften und sechsten Rohbilder 1016', 1022', 1006', 1012' aus der Verzögerungshardware 800 zum Zeitpunkt T3 temporal aufeinander ausgerichtet. Dementsprechend werden diese temporal ausgerichteten Pixelströme der dritten, vierten, fünften und sechsten Rohbilder 1016', 1022', 1006', 1012' in die Eingänge 902, 904, 906, 908 des Bildkombinierers 900 (9) zur Pixelauswahl und zur Generierung des dritten zusammengesetzten Bildes 1033 (10) in dem Bildgenerator 974 (9) eingespeist, wie oben beschrieben.At the same time as the pixel streams of the second, third, fourth and fifth raw images 1010 ' . 1016 ' . 1022 ' . 1006 ' temporal in the delay hardware 800 are aligned, the pixel streams of the third, fourth and fifth raw images 1016 ' . 1022 ' . 1006 ' each in the first, second and third shift registers 810 . 812 . 814 to delay them by a convenient amount of time, to temporalize them to the pixel stream from the new sixth raw image 1012 ' align when this new sixth raw picture 1012 ' through the camera 126 ( 1 ) is produced. Accordingly, the output signals 820 . 822 . 824 . 826 the pixel streams of the third, fourth, fifth and sixth raw images 1016 ' . 1022 ' . 1006 ' . 1012 ' from the delay hardware 800 temporally aligned at time T3. Accordingly, these temporally aligned pixel streams become the third, fourth, fifth and sixth raw images 1016 ' . 1022 ' . 1006 ' . 1012 ' in the entrances 902 . 904 . 906 . 908 of the image combiner 900 ( 9 ) for pixel selection and generation of the third composite image 1033 ( 10 ) in the image generator 974 ( 9 ), as described above.

Zur gleichen Zeit, wie die Pixelströme der dritten, vierten, fünften und sechsten Rohbilder 1016', 1022', 1006', 1012' temporal in der Verzögerungshardware 800 ausgerichtet werden, werden die Pixelströme der vierten, fünften und sechsten Rohbilder 1022', 1006', 1012' jeweils in die ersten, zweiten und dritten Schieberegister 810, 812, 814 eingespeist, um sie um einen zweckmäßigen Zeitbetrag zu verzögern, um sie temporal auf den Pixelstrom aus dem neuen siebenten Rohbild 1018' auszurichten, wenn dieses neue siebente Rohbild 1018 durch die Kamera 126 (1) erzeugt wird. Dementsprechend werden die Ausgangssignale 820, 822, 824, 826 der Pixelströme der vierten, fünften, sechsten und siebenten Rohbilder 1022', 1006', 1012', 1018' aus der Verzögerungshardware 800 zum Zeitpunkt T4 temporal aufeinander ausgerichtet. Dementsprechend werden diese temporal ausgerichteten Pixelströme der vierten, fünften, sechsten und siebenten Rohbilder 1022', 1006', 1012', 1018' in die Eingänge 902, 904, 906, 908 des Bildkombinierers 900 (9) zur Pixelauswahl und zur Generierung des vierten zusammengesetzten Bildes 1034 (10) in dem Bildgenerator 974 (9) eingespeist, wie oben beschrieben.At the same time as the pixel streams of the third, fourth, fifth and sixth raw images 1016 ' . 1022 ' . 1006 ' . 1012 ' temporal in the delay hardware 800 are aligned, the pixel streams of the fourth, fifth and sixth raw images 1022 ' . 1006 ' . 1012 ' each in the first, second and third shift registers 810 . 812 . 814 to delay them by a convenient amount of time, to temporalize them to the pixel stream from the new seventh raw image 1018 ' align when this new seventh raw picture 1018 through the camera 126 ( 1 ) is produced. Accordingly, the output signals 820 . 822 . 824 . 826 the pixel streams of the fourth, fifth, sixth and seventh raw images 1022 ' . 1006 ' . 1012 ' . 1018 ' from the delay hardware 800 temporally aligned at time T4. Accordingly, these temporally aligned pixel streams become the fourth, fifth, sixth and seventh raw images 1022 ' . 1006 ' . 1012 ' . 1018 ' in the entrances 902 . 904 . 906 . 908 of the image combiner 900 ( 9 ) for pixel selection and generation of the fourth composite image 1034 ( 10 ) in the image generator 974 ( 9 ), as described above.

Dieser kontinuierliche serielle Aktualisierungsprozess wird unendlich fortgesetzt, bis er durch den Nutzer oder automatisch gestoppt wird. 11 veranschaulicht den temporalen Ausrichtungsprozess durch Ausrichtung des Pixelstroms des neunten Rohbildes 1008' auf die Pixelströme der drei vorangegangenen Rohbilder 1012', 1018', 1024' zur Verwendung beim Erzeugen des sechsten zusammengesetzten Bildes 1036. Wie oben angesprochen, wird in diesem beispielhaften Verschmelzungsprozess von 10 ein neues (aktualisiertes) zusammengesetztes Bild erzeugt, nachdem jedes Rohbild 1004', 1010', 1016', 1022', 1006', 1012', 1018', 1024', 1008', 1014', 1020', 1026', ..., n' durch die Kamera 126 (1) erzeugt wurde, anstatt zu warten, bis Sätze aus vier Rohbildern durch die Kamera 126 erzeugt wurden, bevor das nächste zusammengesetzte Bild erzeugt wird. Wenn also die Frequenz der Energiewellenform 1002 auf die beispielhaften 110 Hz eingestellt wird, wie es oben bezüglich der Beispiele der 25 veranschaulicht wurde, so würden zusammengesetzte Bilder 10311039, ..., N mit 110 Vollbildern pro Sekunde erzeugt werden, aber jedes Vollbild umfasst alle Bildinformationen über eine siebenundzwanzigstel Sekunde, d. h. von vier Belichtungen. Darum erzeugt diese Technik von 10 für eine Energiewellenform der gleichen Frequenz viermal so viele zusammengesetzte Bilder pro Zeiteinheit wie die Bilder, die durch die Techniken der 25 erzeugt werden.This continuous serial update process continues indefinitely until it is stopped by the user or automatically. 11 illustrates the temporal alignment process by aligning the pixel stream of the ninth raw image 1008 ' on the pixel streams of the three previous raw images 1012 ' . 1018 ' . 1024 ' for use in generating the sixth composite image 1036 , As mentioned above, in this exemplary merge process of 10 creates a new (updated) composite image after each raw image 1004 ' . 1010 ' . 1016 ' . 1022 ' . 1006 ' . 1012 ' . 1018 ' . 1024 ' . 1008 ' . 1014 ' . 1020 ' . 1026 ' , ..., n 'through the camera 126 ( 1 ), rather than waiting for sets of four raw images to pass through the camera 126 were generated before the next composite image is created. So if the frequency of the energy waveform 1002 is set to the exemplary 110 Hz, as described above with respect to the examples of 2 - 5 was illustrated, so would composite images 1031 - 1039 , ..., N are generated at 110 frames per second, but each frame contains all the image information over one-twenty-seventh of a second, ie, four exposures. That is why this technique of 10 For an energy waveform of the same frequency four times as many composite images per unit of time as the images produced by the techniques of 2 - 5 be generated.

Wie oben angesprochen, sind verschiedene Phänomene, die in der Schweißregion 109 (1) während eines Schweißprozesses auftreten, eine Funktion der Stromversorgungswellenform und können durch diese gesteuert oder beeinflusst werden. Zum Beispiel ist die Gleichstromwellenform 1202 in 12A so geformt, dass sie der Entwicklung der Tröpfchen 121, die von dem distalen Ende der Schweißelektrode 106 abgeschmolzen werden, entspricht und diese beeinflusst. Moderne Schweißstromversorgungen, wie zum Beispiel die Schweißstromversorgung 122 in 1, können so programmiert werden, dass sie Gleichstromwellenformen 136 mit gewünschten Formen und Eigenschaften erzeugen. Die spezielle geformte Energiewellenform 1202 in 12A hat eine flache Phase 1205 bei einem Basisstrom(I)-Stromstärkepegel zwischen Zeiten t1 und t2, der einen Grundbetrag an elektrischem Strom bereitstellt, der den Lichtbogen 107 und den Plasmakegel 108 bereitstellt. Die Bildung des Tröpfchens 121 aus geschmolzenem Elektrodenmetall beginnt während dieser flachen Grundphase 1205, wie in der ersten schaubildhaften Beispielansicht 1281 der Schweißregion 109 veranschaulicht. Dann wird bei Zeit t2 eine Anstiegsphase 1207 begonnen. Während der Anstiegsphase 1207 wird die Stromstärke des Schweißstroms angehoben, um die Wärme in der Elektrode zu erhöhen und die Bildung des Tröpfchens 121 zu beschleunigen. Nachdem bei Zeit t3 eine gewünschte Spitzenstromstärke erreicht wurde, wird die Spitzenstromstärke in einer Spitzenstromstärkephase 1209 bis zur Zeit t3 aufrecht erhalten, wo die Stromstärke in einer Ausklingphase 1211 abzunehmen beginnt. Das Tröpfchen 121 entwickelt sich vollständig während der Spitzenstromstärkephase 1209 bis zum Punkt der Ablösung von der Elektrode 106, wie in der zweiten schaubildhaften Beispielansicht 1282 der Schweißregion 109 veranschaulicht. Dann hat sich in der Ausklingphase 1211 das Tröpfchen 121 von der Elektrode 106 getrennt, wie in der dritten schaubildhaften Beispielansicht der Schweißregion 109 veranschaulicht ist. Das Tröpfchen 121 fällt dann auf die Schweißpfütze 111, wobei es mit geschmolzenem Metall in der Schmelzzone 113 der Werkstücke 110, 112 verschmilzt. Während sich die Schweißdüse 104 weiter bewegt (wie durch den Pfeil 105 in 1 angedeutet), kühlt sich das geschmolzene Metall ab und verfestigt sich zu der Schweißraupe 103. Indem also Belichtungsinitiierungs-Steuersignale und Belichtungsbeendigungs-Steuersignale, die Belichtungszeiträume erzeugen, die mit ausgewählten dieser Phasen 1205, 1209, 1211 übereinstimmen, in die Kamera 126 (1) eingespeist werden, wird es dem Schweißsicht- und -steuerungssystem 100 ermöglicht, zusammengesetzte Bilder dieser Merkmale zu erzeugen, wie zum Beispiel Entwicklungsstufen der Tröpfchen 121, wie unten noch ausführlicher erläutert wird, die in Echtzeit betrachtet oder für späteres Betrachten oder Analysieren gespeichert werden können.As mentioned above, there are several phenomena that occur in the weld region 109 ( 1 ) occur during a welding process, a function of the power supply waveform and can be controlled or influenced by it. For example, the DC waveform 1202 in 12A shaped so that they develop the droplets 121 coming from the distal end of the welding electrode 106 be melted, corresponds to and influences. Modern welding power supplies, such as the welding power supply 122 in 1 , can be programmed to produce DC waveforms 136 produce with desired shapes and properties. The special shaped energy waveform 1202 in 12A has a flat phase 1205 at a base current (I) current level between times t 1 and t 2 , which provides a baseline amount of electrical current to the arc 107 and the plasma cone 108 provides. The formation of the droplet 121 From molten electrode metal begins during this flat ground phase 1205 as in the first schematic example view 1281 the welding region 109 illustrated. Then at time t 2, a rise phase 1207 began. During the rise phase 1207 the current strength of the welding current is raised to increase the heat in the electrode and the formation of the droplet 121 to accelerate. After reaching a desired peak current level at time t 3 , the peak current level becomes a peak current phase 1209 maintained until time t 3 , where the current strength in a decay phase 1211 begins to decrease. The droplet 121 develops completely during the peak current phase 1209 to the point of detachment from the electrode 106 as in the second illustrative example view 1282 the welding region 109 illustrated. Then has itself in the Ausklingphase 1211 the droplet 121 from the electrode 106 separated, as in the third illustrative example view of welding region 109 is illustrated. The droplet 121 then falls on the sweat puddle 111 where it is with molten metal in the melting zone 113 the workpieces 110 . 112 merges. While the welding nozzle 104 moved further (as indicated by the arrow 105 in 1 indicated), the molten metal cools and solidifies to the weld bead 103 , Thus, by initiating exposure initiation control signals and exposure completion control signals, the exposure periods associated with selected ones of these phases 1205 . 1209 . 1211 agree, in the camera 126 ( 1 ), it becomes the welding vision and control system 100 allows to create composite images of these features, such as developmental stages of the droplets 121 as will be explained in more detail below, which may be viewed in real time or stored for later viewing or analysis.

Wir wenden uns nun überwiegend 12B zu, wo zum Beispiel vier Zyklen der geformten Gleichstromwellenform 1202 veranschaulicht sind und erste, zweite, dritte und vierte Rohbilder 1204', 1210', 1216', 1222' durch die Kamera 126 (1) mit progressiv länger werdenden ersten, zweiten, dritten und vierten Belichtungszeiträumen 1204, 1210, 1216, 1222 während jedes dieser vier Zyklen erzeugt werden. Natürlich werden in einer praktischen Anwendung viel mehr Rohbilder, die während viel mehr Zyklen der Energiewellenform 1202 erhalten werden, erzeugt. In dem Beispiel von 12B werden die ersten, zweiten, dritten und vierten Rohbilder 1204', 1210', 1216', 1222' während der jeweiligen ersten, zweiten, dritten und vierten Belichtungszeiträume 1204, 1210, 1216, 1222 erzeugt, die während der flachen Grundstromstärkephase 1205 der Energiewellenform 1202 stattfinden. Darum bestrahlen in diesem Beispiel von 12B diese ersten, zweiten, dritten und vierten Belichtungszeiträume 1204, 1210, 1216, 1222 die Lichtsensoren oder -detektoren in der Lichtsensoranordnung 1285 der Kamera 126 mit Lichtenergie, die von der Schweißregion 109 abgestrahlt oder reflektiert wird, wenn sich das Tröpfchen 121 gerade am distalen Ende der Schweißelektrode 106 zu bilden beginnt, wie durch die erste schaubildhafte Beispielansicht 1281 der Schweißregion 109 in 12A veranschaulicht ist, da dieses Phänomen während dieser Grundstromstärkephase 1205 des Energiewellenformzyklus auftritt. Des Weiteren haben in diesem Beispiel die ersten, zweiten, dritten und vierten Belichtungszeiträume 1204, 1210, 1216, 1222 eine progressiv längere Dauer, ähnlich dem oben besprochenen Beispiel von 2, so dass jedes aufeinanderfolgende Rohbild 1204', 1210', 1216', 1222' mit schrittweise mehr Lichtenergie von der Schweißregion 109 erzeugt wird. Jedoch könnten die Belichtungszeiträume 1204, 1210, 1216, 1222 jeweils auch die gleiche Dauer haben, wie oben für die beispielhafte Technik von 4 beschrieben wurde.We turn now predominantly 12B to where, for example, four cycles of the shaped DC waveform 1202 are illustrated and first, second, third and fourth raw images 1204 ' . 1210 ' . 1216 ' . 1222 ' through the camera 126 ( 1 ) with progressively longer first, second, third and fourth exposure periods 1204 . 1210 . 1216 . 1222 during each of these four cycles are generated. Of course, in a practical application, many more raw images will be created during much more cycles of the energy waveform 1202 to be obtained. In the example of 12B become the first, second, third and fourth raw images 1204 ' . 1210 ' . 1216 ' . 1222 ' during the respective first, second, third and fourth exposure periods 1204 . 1210 . 1216 . 1222 generated during the flat baseline phase 1205 the energy waveform 1202 occur. Therefore irradiate in this example of 12B these first, second, third and fourth exposure periods 1204 . 1210 . 1216 . 1222 the light sensors or detectors in the light sensor array 1285 the camera 126 with light energy coming from the sweat region 109 is emitted or reflected when the droplets 121 just at the distal end of the welding electrode 106 begins to form, as by the first schematic example view 1281 the welding region 109 in 12A is illustrated, since this phenomenon during this basic current phase 1205 the energy waveform cycle occurs. Further, in this example, the first, second, third and fourth exposure periods 1204 . 1210 . 1216 . 1222 a progressively longer duration, similar to the example discussed above 2 so that each consecutive raw picture 1204 ' . 1210 ' . 1216 ' . 1222 ' with gradually more light energy from the weld region 109 is produced. However, the exposure periods could 1204 . 1210 . 1216 . 1222 each also have the same duration as above for the exemplary technique of 4 has been described.

Wie bezüglich der früheren Beispiele in den 2, 3, 4, 5 und 10 besprochen, kann die Detektion von Schwellenwerten in der Energiewellenform dafür verwendet werden, die Belichtungszeiträume 1204, 1210, 1216, 1222 zu initiieren, oder die Schweißstromversorgung 122 kann alternativ Steuersignale ausgeben, die solchen Schwellenwerten in der Energiewellenform entsprechen. Wie ebenfalls in den Beispielen der 2, 3, 4, 5, 10 erläutert wird, kann die Sichtsystemsteuereinheit 124 (1) – oder alternativ die Schweißstromversorgung 122 – die Belichtungszeiträume 1204, 1210, 1216, 1222 entweder sofort bei Detektion oder Auftreten solcher Schwellenwerte oder nach einer Verzögerung ab einer solchen Detektion oder eines solchen Auftretens auslösen. Zum Beispiel kann der Initiierungs-Schwellenwert für die Belichtungszeiträume 1204, 1210, 1216, 1222 an den Initiierungs-Stromschwellenpunkten 1212, 1213, 1214, 1215 liegen, wo detektiert wird, dass die Stromstärke den Grundstromstärkepegel der Grundstromstärkephase 1205 der Energiewellenform 1202 erreicht, während die eigentlichen Initiierungs-Auslöserpunkte 1217, 1218, 1219, 1220 für diese jeweiligen Belichtungszeiträume 1204, 1210, 1216, 1222 durch die Sichtsystemsteuereinheit 124 (alternativ durch die Schweißstromversorgung 122) um zuvor festgelegte Zeiträume verzögert werden, die bestimmten werden, um die gewünschten Phasen und Belichtungszeiträume für bestimmte Zwecke oder Effekte bereitzustellen. Die Beendigungs-Auslöserpunkte 1225, 1226, 1227, 1228 werden ebenfalls auf jeweilige Zeitverzögerungen ab den jeweiligen Initiierungs-Stromschwellenpunkten 1212, 1213, 1214, 1215 eingestellt, so wie es für bestimmte Zwecke oder Effekte gewünscht wird.As with the earlier examples in the 2 . 3 . 4 . 5 and 10 For example, the detection of thresholds in the energy waveform may be used for the exposure periods 1204 . 1210 . 1216 . 1222 initiate, or the welding power supply 122 may alternatively output control signals corresponding to such thresholds in the energy waveform. As also in the examples of 2 . 3 . 4 . 5 . 10 is explained, the vision system control unit 124 ( 1 ) - or alternatively the welding power supply 122 - the exposure periods 1204 . 1210 . 1216 . 1222 either immediately upon detection or occurrence of such thresholds or after a delay from such detection or occurrence. For example, the initiation threshold for the exposure periods 1204 . 1210 . 1216 . 1222 at the initiation current thresholds 1212 . 1213 . 1214 . 1215 where it is detected that the current strength is the base current level of the fundamental current phase 1205 the energy waveform 1202 achieved while the actual initiation trigger points 1217 . 1218 . 1219 . 1220 for these respective exposure periods 1204 . 1210 . 1216 . 1222 through the vision system controller 124 (alternatively by the welding power supply 122 ) are delayed for predetermined periods of time determined to provide the desired phases and exposure periods for particular purposes or effects. The termination trigger points 1225 . 1226 . 1227 . 1228 are also limited to respective time delays from the respective initiation current threshold points 1212 . 1213 . 1214 . 1215 set as desired for specific purposes or effects.

Wie schaubildhaft in 12B veranschaulicht, erlaubt der kürzeste Belichtungszeitraum 1204 eine ideale Lichtenergiebestrahlung für Lichtsensoren oder -detektoren in einem mittigen Abschnitt 1287 der Lichtsensoranordnung 1285 durch die hellste, intensivste Lichtenergie, die von der Schweißregion 109 abgestrahlt oder reflektiert wird, wie zum Beispiel durch den Lichtbogen 107 und das Plasma 108. Darum besitzt das Rohbild 1204', das durch die Lichtsensoranordnung 1285 mit diesem Belichtungszeitraum 1204 erzeugt wird, eine gute Auflösung dieser hellsten Merkmale, wie zum Beispiel des Lichtbogens 107 und des Plasmas 108. Gleichzeitig lässt dieser kürzeste Belichtungszeitraum 1204 nicht genug Lichtenergie von dunkleren Abschnitten der Schweißregion 109 für die Lichtsensoren oder -detektoren in den übrigen äußeren Abschnitten 1288, um Rohbilder von Merkmalen in diesen dunkleren Abschnitten der Schweißregion 109 zu erzeugen. Darum zeigt das resultierende Rohbild 1204', das in dem Belichtungszeitraum 1204 erzeugt wird, nur die hellsten Merkmale, wie zum Beispiel den Lichtbogen 107 und das Plasma 108, und die übrigen Abschnitte des Rohbildes 1204' umfassen dunkle Pixeln 1290.How graphically in 12B illustrated, allows the shortest exposure period 1204 an ideal light energy radiation for light sensors or detectors in a central section 1287 the light sensor arrangement 1285 by the brightest, most intense light energy coming from the sweat region 109 emitted or reflected, such as by the arc 107 and the plasma 108 , That is why the raw picture has 1204 ' that through the light sensor assembly 1285 with this exposure period 1204 a good resolution of these brightest features, such as the arc 107 and the plasma 108 , At the same time this shortest exposure period leaves 1204 not enough light energy from darker sections of the weld region 109 for the light sensors or detectors in the remaining outer sections 1288 to get raw images of features in these darker sections of the weld region 109 to create. That's why the resulting raw picture shows 1204 ' that in the Exposure period 1204 is generated, only the brightest features, such as the arc 107 and the plasma 108 , and the remaining sections of the raw picture 1204 ' include dark pixels 1290 ,

Der nächste, geringfügig längere Belichtungszeitraum 1210 erzeugt einen überbelichteten mittigen Abschnitt 1286 der Lichtsensoranordnung 1285, weil die hoch-intensive Lichtenergie, die von den hellsten Merkmalen abgestrahlt oder reflektiert wird, wie zum Beispiel dem Lichtbogen 107 und dem Plasma 108, die Lichtsensoren oder -detektoren der Lichtsensoranordnung 1285 in diesem mittigen Abschnitt 1286 in diesem geringfügig längeren Belichtungszeitraum 1210 überbelichtet. Gleichzeitig bietet dieser geringfügig längere Belichtungszeitraum 1210 eine ideale Lichtenergiebestrahlung für Lichtsensoren oder -detektoren in einem mittigen Abschnitt 1287 um den überbelichteten mittigen Abschnitt 1286 der Lichtsensoranordnung 1285 herum, weil die Lichtenergie, die von den Merkmalen in dem mittigen Abschnitt der Schweißregion 109, wie zum Beispiel der Schweißpfütze 111, der Schmelzzone 113 und dem entstehenden Tröpfchen 121, abgestrahlt oder reflektiert wird, nicht hell genug ist, um die Lichtsensoren oder -detektoren der Lichtsensoranordnung 1285, auf die diese Lichtenergie fokussiert wird, überzubelichten. Die dunkleren äußeren Abschnitte der Schweißregion 109 emittieren oder reflektieren nicht genug Lichtenergie, als dass die Lichtsensoren oder -detektoren in den äußeren Abschnitten 1288 der Lichtsensoranordnung 1285 Bilder erzeugen könnten. Darum besitzt das Rohbild 1210, das durch die Lichtsensoranordnung 1285 in diesem geringfügig längeren Belichtungszeitraum 1210 erzeugt wird, eine gute Auflösung dieser Merkmale von mittlerer Helligkeit, wie zum Beispiel der Schweißpfütze 111, der Schmelzzone 113 und dem entstehenden Tröpfchen 121. Gleichzeitig lässt dieser geringfügig längere Belichtungszeitraum 1210 nicht genug Lichtenergie von den dunkleren Abschnitte der Schweißregion 109 für die Lichtsensoren oder -detektoren in den übrigen äußeren Abschnitten 1288 der Lichtsensoranordnung 1285, um Rohbilder von Merkmalen in diesen dunkleren Abschnitten der Schweißregion 109 zu erzeugen. Darum zeigt das resultierende Rohbild 1210', das in diesem geringfügig längeren Belichtungszeitraum 1210 erzeugt wird, nur die recht hellen, aber nicht die hellsten, Merkmale, wie zum Beispiel die Schweißpfütze 111, die Schmelzzone 113 das entstehende Tröpfchen 121. Die Pixel des mittigen Abschnitts 1291 des Rohbildes 1210' sind überbelichtet, und die übrigen äußeren Abschnitte des Rohbildes 1210' umfassen nur dunkle Pixel 1290.The next, slightly longer exposure period 1210 creates an overexposed central portion 1286 the light sensor arrangement 1285 because the high-intensity light energy that is emitted or reflected by the brightest features, such as the arc 107 and the plasma 108 , the light sensors or detectors of the light sensor arrangement 1285 in this central section 1286 in this slightly longer exposure period 1210 overexposed. At the same time, this offers a slightly longer exposure period 1210 an ideal light energy radiation for light sensors or detectors in a central section 1287 around the overexposed central section 1286 the light sensor arrangement 1285 around, because the light energy coming from the features in the central portion of the weld region 109 such as the sweat puddle 111 , the melting zone 113 and the resulting droplet 121 , is radiated or reflected, is not bright enough to the light sensors or detectors of the light sensor assembly 1285 to overemphasize that light energy is focused on. The darker outer portions of the weld region 109 do not emit or reflect enough light energy than the light sensors or detectors in the outer sections 1288 the light sensor arrangement 1285 Could produce images. That is why the raw picture has 1210 that through the light sensor assembly 1285 in this slightly longer exposure period 1210 a good resolution of these features of medium brightness, such as the sweat puddle 111 , the melting zone 113 and the resulting droplet 121 , At the same time this leaves slightly longer exposure period 1210 not enough light energy from the darker sections of the weld region 109 for the light sensors or detectors in the remaining outer sections 1288 the light sensor arrangement 1285 to get raw images of features in these darker sections of the weld region 109 to create. That's why the resulting raw picture shows 1210 ' that in this slightly longer exposure period 1210 is produced, only the quite bright, but not the brightest, features, such as the sweat puddle 111 , the melting zone 113 the resulting droplet 121 , The pixels of the central section 1291 of the raw picture 1210 ' are overexposed, and the remaining outer sections of the raw image 1210 ' include only dark pixels 1290 ,

Der nächste, moderat längere Belichtungszeitraum 1216 bewirkt einen noch größeren überbelichteten mittigen Abschnitt 1286 der Lichtsensoranordnung 1285, weil die Lichtenergie, die nicht nur von den hellsten Merkmalen, wie zum Beispiel dem Lichtbogen 107 und dem Plasma 108, abgestrahlt oder reflektiert wird, sondern auch von den geringfügig dunkleren Merkmale, wie zum Beispiel der Schweißpfütze 111, der Schmelzzone 113 und dem entstehenden Tröpfchen 121, die Lichtsensoren oder -detektoren der Lichtsensoranordnung 1285 in diesem noch größeren mittigen Abschnitt 1286 überbelichtet. Gleichzeitig bietet dieser moderat längere Belichtungszeitraum 1216 eine ideale Lichtenergiebestrahlung für Lichtsensoren oder -detektoren in einem mittigen Abschnitt 1287 um den überbelichteten mittigen Abschnitt 1286 der Lichtsensoranordnung 1285 herum, weil die Lichtenergie, die von den Merkmalen in diesem mittigen Abschnitt der Schweißregion 109, wie zum Beispiel der Elektrode 106 und den Werkstücken 110, 112, abgestrahlt oder reflektiert wird, in einem geeigneten Bereich liegt, damit die Lichtsensoren oder -detektoren der Lichtsensoranordnung 1285, auf die diese Lichtenergie fokussiert wird, Bildpixel dieser Merkmale erzeugen können. Die dunkleren äußeren Abschnitte der Schweißregion 109 emittieren oder reflektieren nicht genug Lichtenergie für die Lichtsensoren oder -detektoren in den äußeren Abschnitten 1288 der Lichtsensoranordnung 1285, um Bilder zu erzeugen. Darum besitzt das Rohbild 1216, das durch die Lichtsensoranordnung 1285 in diesem moderat längeren Belichtungszeitraum 1216 erzeugt wird, eine gute Auflösung dieser Merkmale von mittlerer Helligkeit, wie zum Beispiel der Elektrode 106 und den Werkstücken 110, 112. Gleichzeitig lässt dieser moderat längere Belichtungszeitraum 1216 nicht genug Lichtenergie von dunkleren Abschnitten der Schweißregion 109 für die Lichtsensoren oder -detektoren in den übrigen äußeren Abschnitten 1288 der Lichtsensoranordnung 1285, um Rohbilder von Merkmalen in diesen dunkleren Abschnitten der Schweißregion 109 zu erzeugen. Darum zeigt das resultierende Rohbild 1216', das in diesem moderat längeren Belichtungszeitraum 1216 erzeugt wird, nur die moderat hellen Merkmale, wie zum Beispiel die Schweißpfütze 111, die Schmelzzone 113 das entstehende Tröpfchen 121. Die Pixel des mittigen Abschnitts 1291 des Rohbildes 1216' sind überbelichtet, und die übrigen äußeren Abschnitte des Rohbildes 1216' umfassen nur dunkle Pixel 1290.The next, moderately longer exposure period 1216 causes an even larger overexposed central portion 1286 the light sensor arrangement 1285 because the light energy, not only by the brightest features, such as the arc 107 and the plasma 108 , radiated or reflected, but also from the slightly darker features, such as the sweat puddle 111 , the melting zone 113 and the resulting droplet 121 , the light sensors or detectors of the light sensor arrangement 1285 in this even larger central section 1286 overexposed. At the same time this moderately longer exposure period offers 1216 an ideal light energy radiation for light sensors or detectors in a central section 1287 around the overexposed central section 1286 the light sensor arrangement 1285 around, because the light energy coming from the features in this central section of the weld region 109 , such as the electrode 106 and the workpieces 110 . 112 is radiated or reflected in an appropriate area, so that the light sensors or detectors of the light sensor array 1285 on which this light energy is focused can produce image pixels of these features. The darker outer portions of the weld region 109 do not emit or reflect enough light energy for the light sensors or detectors in the outer sections 1288 the light sensor arrangement 1285 to create pictures. That is why the raw picture has 1216 that through the light sensor assembly 1285 in this moderately longer exposure period 1216 a good resolution of these features of medium brightness, such as the electrode 106 and the workpieces 110 . 112 , At the same time this moderately longer exposure period 1216 not enough light energy from darker sections of the weld region 109 for the light sensors or detectors in the remaining outer sections 1288 the light sensor arrangement 1285 to get raw images of features in these darker sections of the weld region 109 to create. That's why the resulting raw picture shows 1216 ' that in this moderately longer exposure period 1216 is produced, only the moderately bright features, such as the sweat puddle 111 , the melting zone 113 the resulting droplet 121 , The pixels of the central section 1291 of the raw picture 1216 ' are overexposed, and the remaining outer sections of the raw image 1216 ' include only dark pixels 1290 ,

Der nächste, längste Belichtungszeitraum 1222 bewirkt einen noch größeren überbelichteten mittigen Abschnitt 1286 der Lichtsensoranordnung 1285, weil die Lichtenergie, die von allen außer den dunkelsten Merkmalen, wie zum Beispiel dem Lichtbogen 107 und dem Plasma 108, der Schweißpfütze 111, der Schmelzzone 113, dem entstehenden Tröpfchen 121, der Elektrode 106 und den inneren Abschnitten der Werkstücke 110, 112, abgestrahlt oder reflektiert wird, die Lichtsensoren oder -detektoren der Lichtsensoranordnung 1285 in diesem noch größeren mittigen Abschnitt 1286 überbelichten. Gleichzeitig bietet dieser längste Belichtungszeitraum 1222 eine ideale Lichtenergiebestrahlung für Lichtsensoren oder -detektoren in einem äußeren Abschnitt 1287 um den überbelichteten mittigen Abschnitt 1286 der Lichtsensoranordnung 1285 herum, weil die Lichtenergie, die von den Merkmalen in diesem äußeren Abschnitt 1287 der Schweißregion 109, wie zum Beispiel der Schweißdüse 104 und den äußeren Abschnitten der Werkstücke 110, 112, abgestrahlt oder reflektiert wird, in einem geeigneten Bereich für die Lichtsensoren oder -detektoren der Lichtsensoranordnung 1285, auf die diese Lichtenergie fokussiert wird, liegt, um Bildpixel dieser Merkmale zu erzeugen. Die abgekühlte und verfestigte Schweißraupe 103, in 12B nicht zu sehen, würde in dem Rohbild 1222' ebenfalls zu sehen sein, falls sich die Kamera in einer geeigneten Perspektive befindet, um die Schweißraupe 103 im Sichtfeld zu haben. Darum besitzt das Rohbild 1222', das durch die Lichtsensoranordnung 1285 in diesem längsten Belichtungszeitraum 1222 erzeugt wird, eine gute Auflösung dieser Merkmale von mittlerer Helligkeit, wie zum Beispiel der Schweißdüse 104, den äußeren Abschnitten der Werkstücke 110, 112 und der Schweißraupe 103. Darum zeigt das in diesem längsten Belichtungszeitraum 1222 erzeugte resultierende Rohbild 1222' nur die dunkleren Merkmale, wie zum Beispiel die Schweißdüse 104, die äußeren Abschnitte der Werkstücke 110, 112 und die Schweißraupe 103. Die Pixel des mittigen Abschnitts 1291 des Rohbildes 1222 sind überbelichtet.The next, longest exposure period 1222 causes an even larger overexposed central portion 1286 the light sensor arrangement 1285 because the light energy of all but the darkest features, such as the arc 107 and the plasma 108 , the sweat puddle 111 , the melting zone 113 , the resulting droplets 121 , the electrode 106 and the inner sections of the workpieces 110 . 112 , radiated or reflected, the light sensors or detectors of the light sensor array 1285 in this even larger central section 1286 overexpose. At the same time, this offers the longest Exposure period 1222 an ideal light energy radiation for light sensors or detectors in an outer section 1287 around the overexposed central section 1286 the light sensor arrangement 1285 around, because the light energy coming from the features in this outer section 1287 the welding region 109 , such as the welding nozzle 104 and the outer sections of the workpieces 110 . 112 is radiated or reflected in an appropriate range for the light sensors or detectors of the light sensor array 1285 to which this light energy is focused lies to produce image pixels of these features. The cooled and solidified weld bead 103 , in 12B not to be seen, would be in the raw picture 1222 ' also be seen, if the camera is in a suitable perspective to the weld bead 103 to have in the field of vision. That is why the raw picture has 1222 ' that through the light sensor assembly 1285 in this longest exposure period 1222 a good resolution of these features of medium brightness, such as the welding nozzle 104 , the outer sections of the workpieces 110 . 112 and the welding bead 103 , That's why this shows in this longest exposure period 1222 generated resulting raw image 1222 ' only the darker features, such as the welding nozzle 104 , the outer sections of the workpieces 110 . 112 and the welding bead 103 , The pixels of the central section 1291 of the raw picture 1222 are overexposed.

Die Rohbilder 1204', 1210', 1216', 1222', die durch die Kamera 126 während der jeweiligen Belichtungszeiträume 1204, 1210, 1216, 1222 erzeugt werden, von denen jedes nutzbare Pixeln für einige, aber nicht alle der Merkmale in der Schweißregion 109 hat, werden miteinander verschmolzen, um das zusammengesetzte Bild 1240 zu erzeugen. Wie in 12B gezeigt und oben besprochen, hat das zusammengesetzte Bild 1240 Pixel, die alle Merkmale in der Schweißregion 109 mit dem Tröpfchen 121 zeigen, das sich am distalen Ende der Elektrode 106 zu bilden beginnt, weil dieses Phänomen während der flachen Grundstromstärkephase 1205 der Energiewellenform 1202 auftritt, wie in 12A gezeigt und oben besprochen, wo die Belichtungszeiträume 1204, 1210, 1216, 1222 positioniert sind. Jeder der oben besprochenen Prozesse zum Erzeugen der zusammengesetzten Bilder kann dafür verwendet werden, das zusammengesetzte Bild 1240 aus den Rohbildern 1204', 1210', 1216', 1222' zu erzeugen.The raw pictures 1204 ' . 1210 ' . 1216 ' . 1222 ' through the camera 126 during the respective exposure periods 1204 . 1210 . 1216 . 1222 each of which utilizes usable pixels for some but not all of the features in the weld region 109 has, are merged together to form the composite image 1240 to create. As in 12B shown and discussed above, has the composite picture 1240 Pixel, all features in the welding region 109 with the droplet 121 show that is at the distal end of the electrode 106 begins to form because of this phenomenon during the shallow fundamental current phase 1205 the energy waveform 1202 occurs as in 12A shown and discussed above where the exposure periods 1204 . 1210 . 1216 . 1222 are positioned. Any of the composite image generation processes discussed above may be used to enhance the composite image 1240 from the raw pictures 1204 ' . 1210 ' . 1216 ' . 1222 ' to create.

Die beispielhaften Belichtungszeiträume 1224, 1230, 1236 1242 in 12C sind als die gleichen wie die Belichtungszeiträume 1204, 1210, 1216, 1222 in 12B gezeigt, außer dass die Belichtungszeiträume 1224, 1230, 1236 1242 in 12C zu der Spitzenstromstärkephase 1209 der Energiewellenform 1202 verschoben sind, wo das Tröpfchen 121 aus geschmolzenem Metall, das sich am distalen Ende der Elektrode 106 bildet, vollständig entwickelt ist, um sich von der Elektrode 106 abzulösen, wie in 12A gezeigt ist und oben beschrieben wurde. In diesem Beispiel der 12C können die Belichtungszeiträume 1224, 1230, 1236 1242 durch Detektion oder einen anderen Hinweis, dass der zunehmende Strompegel den Schwellenstrompegel der Spitzenstromstärkephase 1209 erreicht, initiiert werden. Dementsprechend befinden sich die Initiierungs-Stromschwellenpunkte 1231, 1232, 1233, 1234 für die Belichtungszeiträume 1224, 1230, 1236 1242 an den Startpunkten der Spitzenstromstärkephase 1209, aber die eigentlichen Belichtungszeiträume 1224, 1230, 1236 1242 sind von den Initiierungs-Stromschwellenpunkten 1231, 1232, 1233, 1234 zu den jeweiligen Initiierungs-Auslöserpunkten 1244, 1245, 1246, 1247 hin zeitverzögert. Die Beendigungs-Auslöserpunkte 1251, 1252, 1253, 1254 werden ebenfalls auf jeweilige Zeitverzögerungen ab den jeweiligen Initiierungs-Stromschwellenpunkten 1231, 1232, 1233, 1234 eingestellt, so wie es für bestimmte Zwecke oder Effekte gewünscht wird.The exemplary exposure periods 1224 . 1230 . 1236 1242 in 12C are the same as the exposure periods 1204 . 1210 . 1216 . 1222 in 12B shown except that the exposure periods 1224 . 1230 . 1236 1242 in 12C to the peak current phase 1209 the energy waveform 1202 are moved where the droplet 121 made of molten metal, located at the distal end of the electrode 106 is fully developed to move away from the electrode 106 to replace, as in 12A is shown and described above. In this example the 12C can the exposure periods 1224 . 1230 . 1236 1242 by detection or other indication that the increasing current level is the threshold current level of the peak current phase 1209 reached, be initiated. Accordingly, the initiation current thresholds are located 1231 . 1232 . 1233 . 1234 for the exposure periods 1224 . 1230 . 1236 1242 at the starting points of the peak current phase 1209 but the actual exposure periods 1224 . 1230 . 1236 1242 are of the initiation current threshold points 1231 . 1232 . 1233 . 1234 to the respective initiation trigger points 1244 . 1245 . 1246 . 1247 time delayed. The termination trigger points 1251 . 1252 . 1253 . 1254 are also limited to respective time delays from the respective initiation current threshold points 1231 . 1232 . 1233 . 1234 set as desired for specific purposes or effects.

Wie schaubildhaft in 12C veranschaulicht, bietet der kürzeste Belichtungszeitraum 1224 eine ideale Lichtenergiebestrahlung für Lichtsensoren oder -detektoren in einem mittigen Abschnitt 1287 der Lichtsensoranordnung 1285 durch die hellste, intensivste Lichtenergie, die von der Schweißregion 109, wie zum Beispiel dem Lichtbogen 107, dem Plasma 108 und dem Tröpfchen 121, abgestrahlt oder reflektiert wird. Darum besitzt das Rohbild 1224', das durch die Lichtsensoranordnung 1285 in diesem Belichtungszeitraum 1224 erzeugt wird, eine gute Auflösung dieser hellsten Merkmale, wie zum Beispiel des Lichtbogens 107, des Plasmas 108 und des Tröpfchens 121. Gleichzeitig lässt dieser kürzeste Belichtungszeitraum 1224 nicht genug Lichtenergie von dunkleren Abschnitten der Schweißregion 109 für die Lichtsensoren oder -detektoren in den übrigen äußeren Abschnitten 1288, um Rohbilder von Merkmalen in diesen dunkleren Abschnitten der Schweißregion 109 zu erzeugen. Darum zeigt das resultierende Rohbild 1224', das in dem Belichtungszeitraum 1224 erzeugt wird, nur die hellsten Merkmale, wie zum Beispiel den Lichtbogen 107, das Plasma 108 und das Tröpfchen 121, und die übrigen Abschnitte des Rohbildes 1224' umfassen dunkle Pixel 1290.How graphically in 12C illustrates offers the shortest exposure period 1224 an ideal light energy radiation for light sensors or detectors in a central section 1287 the light sensor arrangement 1285 by the brightest, most intense light energy coming from the sweat region 109 such as the arc 107 , the plasma 108 and the droplet 121 , emitted or reflected. That is why the raw picture has 1224 ' that through the light sensor assembly 1285 in this exposure period 1224 a good resolution of these brightest features, such as the arc 107 , the plasma 108 and the droplet 121 , At the same time this shortest exposure period leaves 1224 not enough light energy from darker sections of the weld region 109 for the light sensors or detectors in the remaining outer sections 1288 to get raw images of features in these darker sections of the weld region 109 to create. That's why the resulting raw picture shows 1224 ' that in the exposure period 1224 is generated, only the brightest features, such as the arc 107 , the plasma 108 and the droplet 121 , and the remaining sections of the raw picture 1224 ' include dark pixels 1290 ,

Der nächste, geringfügig längere Belichtungszeitraum 1230 bewirkt einen überbelichteten mittigen Abschnitt 1286 der Lichtsensoranordnung 1285, weil die hoch-intensive Lichtenergie, die von den hellsten Merkmalen, wie zum Beispiel dem Lichtbogen 107, dem Plasma 108 und dem Tröpfchen 121, abgestrahlt oder reflektiert wird, die Lichtsensoren oder -detektoren der Lichtsensoranordnung 1285 in diesem mittigen Abschnitt 1286 in diesem geringfügig längeren Belichtungszeitraum 1230 überbelichtet. Gleichzeitig bietet dieser geringfügig längere Belichtungszeitraum 1230 eine ideale Lichtenergiebestrahlung für Lichtsensoren oder -detektoren in einem mittigen Abschnitt 1287 um den überbelichteten mittigen Abschnitt 1286 der Lichtsensoranordnung 1285 herum, weil die Lichtenergie, die von den Merkmalen in dem mittigen Abschnitt der Schweißregion 109, wie zum Beispiel der Schweißpfütze 111 und der Schmelzzone 113, abgestrahlt oder reflektiert wird, nicht hell genug ist, um die Lichtsensoren oder -detektoren der Lichtsensoranordnung 1285, auf die diese Lichtenergie fokussiert wird, überzubelichten. Die dunkleren äußeren Abschnitte der Schweißregion 109 emittieren oder reflektieren nicht genug Lichtenergie für die Lichtsensoren oder -detektoren in den äußeren Abschnitten 1288 der Lichtsensoranordnung 1285, um in diesem geringfügig längeren Belichtungszeitraum 1230 Bilder zu erzeugen. Darum besitzt das Rohbild 1230', das durch die Lichtsensoranordnung 1285 in diesem geringfügig längeren Belichtungszeitraum 1230 erzeugt wird, eine gute Auflösung dieser Merkmale von mittlerer Helligkeit, wie zum Beispiel der Schweißpfütze 111 und der Schmelzzone 113. Gleichzeitig lässt dieser geringfügig längere Belichtungszeitraum 1230 nicht genug Lichtenergie von dunkleren Abschnitten der Schweißregion 109 für die Lichtsensoren oder -detektoren in den übrigen äußeren Abschnitten 1288 der Lichtsensoranordnung 1285, um Rohbilder von Merkmalen in diesen dunkleren Abschnitten der Schweißregion 109 zu erzeugen. Darum zeigt das resultierende Rohbild 1230, das in diesem geringfügig längeren Belichtungszeitraum 1230 erzeugt wird, nur die recht hellen, aber nicht die hellsten, Merkmale, wie zum Beispiel die Schweißpfütze 111 und die Schmelzzone 113. Die Pixel des mittigen Abschnitts 1291 des Rohbildes 1230' sind überbelichtet, und die übrigen äußeren Abschnitte des Rohbildes 1230' umfassen nur dunkle Pixel 1290.The next, slightly longer exposure period 1230 causes an overexposed central portion 1286 the light sensor arrangement 1285 because the high-intensity light energy, the brightest features, such as the arc 107 , the plasma 108 and the droplet 121 , radiated or reflected, the light sensors or detectors of the light sensor array 1285 in this central section 1286 in this slightly longer exposure period 1230 overexposed. At the same time, this offers little longer exposure period 1230 an ideal light energy radiation for light sensors or detectors in a central section 1287 around the overexposed central section 1286 the light sensor arrangement 1285 around, because the light energy coming from the features in the central portion of the weld region 109 such as the sweat puddle 111 and the melting zone 113 , is radiated or reflected, is not bright enough to the light sensors or detectors of the light sensor assembly 1285 to overemphasize that light energy is focused on. The darker outer portions of the weld region 109 do not emit or reflect enough light energy for the light sensors or detectors in the outer sections 1288 the light sensor arrangement 1285 to get in this slightly longer exposure period 1230 To create pictures. That is why the raw picture has 1230 ' that through the light sensor assembly 1285 in this slightly longer exposure period 1230 a good resolution of these features of medium brightness, such as the sweat puddle 111 and the melting zone 113 , At the same time this leaves slightly longer exposure period 1230 not enough light energy from darker sections of the weld region 109 for the light sensors or detectors in the remaining outer sections 1288 the light sensor arrangement 1285 to get raw images of features in these darker sections of the weld region 109 to create. That's why the resulting raw picture shows 1230 that in this slightly longer exposure period 1230 is produced, only the quite bright, but not the brightest, features, such as the sweat puddle 111 and the melting zone 113 , The pixels of the central section 1291 of the raw picture 1230 ' are overexposed, and the remaining outer sections of the raw image 1230 ' include only dark pixels 1290 ,

Der nächste, moderat längere Belichtungszeitraum 1236 bewirkt einen noch größeren überbelichteten mittigen Abschnitt 1286 der Lichtsensoranordnung 1285, weil die Lichtenergie, die nicht nur von den hellsten Merkmalen, wie zum Beispiel dem Lichtbogen 107, dem Plasma 108 und dem Tröpfchen 121, sondern auch von den geringfügig dunkleren Merkmale, wie zum Beispiel der Schweißpfütze 111 und der Schmelzzone 113, abgestrahlt oder reflektiert wird, die Lichtsensoren oder -detektoren der Lichtsensoranordnung 1285 in diesem noch größeren mittigen Abschnitt 1286 überbelichtet. Gleichzeitig bietet dieser moderat längere Belichtungszeitraum 1236 eine ideale Lichtenergiebestrahlung für Lichtsensoren oder -detektoren in einem mittigen Abschnitt 1287 um den überbelichteten mittigen Abschnitt 1286 der Lichtsensoranordnung 1285 herum, weil die Lichtenergie, die von den Merkmalen in diesem mittigen Abschnitt der Schweißregion 109, wie zum Beispiel der Elektrode 106 und den Werkstücken 110, 112, abgestrahlt oder reflektiert wird, in einem geeigneten Bereich für die Lichtsensoren oder -detektoren der Lichtsensoranordnung 1285, auf die diese Lichtenergie fokussiert wird, liegt, um Bildpixel dieser Merkmale zu erzeugen. Die dunkleren äußeren Abschnitte der Schweißregion 109 emittieren oder reflektieren nicht genug Lichtenergie für die Lichtsensoren oder -detektoren in den äußeren Abschnitten 1288 der Lichtsensoranordnung 1285, um Bilder zu erzeugen. Darum besitzt das Rohbild 1236, das durch die Lichtsensoranordnung 1285 in diesem moderat längeren Belichtungszeitraum 1236 erzeugt wird, eine gute Auflösung dieser Merkmale von mittlerer Helligkeit, wie zum Beispiel der Elektrode 106 und den Werkstücken 110, 112. Gleichzeitig lässt dieser moderat längere Belichtungszeitraum 1236 nicht genug Lichtenergie von dunkleren Abschnitten der Schweißregion 109 für die Lichtsensoren oder -detektoren in den übrigen äußeren Abschnitten 1288 der Lichtsensoranordnung 1285, um Rohbilder von Merkmalen in diesen dunkleren Abschnitten der Schweißregion 109 zu erzeugen. Darum zeigt das resultierende Rohbild 1236', das in diesem moderat längeren Belichtungszeitraum 1236 erzeugt wird, nur die moderat hellen Merkmale, wie zum Beispiel die Schweißpfütze 111 und die Schmelzzone 113. Die Pixel des mittigen Abschnitts 1291 des Rohbildes 1236' sind überbelichtet, und die übrigen äußeren Abschnitte des Rohbildes 1236' umfassen nur dunkle Pixel 1290.The next, moderately longer exposure period 1236 causes an even larger overexposed central portion 1286 the light sensor arrangement 1285 because the light energy, not only by the brightest features, such as the arc 107 , the plasma 108 and the droplet 121 but also from the slightly darker features, such as the sweat puddle 111 and the melting zone 113 , radiated or reflected, the light sensors or detectors of the light sensor array 1285 in this even larger central section 1286 overexposed. At the same time this moderately longer exposure period offers 1236 an ideal light energy radiation for light sensors or detectors in a central section 1287 around the overexposed central section 1286 the light sensor arrangement 1285 around, because the light energy coming from the features in this central section of the weld region 109 , such as the electrode 106 and the workpieces 110 . 112 is radiated or reflected in an appropriate range for the light sensors or detectors of the light sensor array 1285 to which this light energy is focused lies to produce image pixels of these features. The darker outer portions of the weld region 109 do not emit or reflect enough light energy for the light sensors or detectors in the outer sections 1288 the light sensor arrangement 1285 to create pictures. That is why the raw picture has 1236 that through the light sensor assembly 1285 in this moderately longer exposure period 1236 a good resolution of these features of medium brightness, such as the electrode 106 and the workpieces 110 . 112 , At the same time this moderately longer exposure period 1236 not enough light energy from darker sections of the weld region 109 for the light sensors or detectors in the remaining outer sections 1288 the light sensor arrangement 1285 to get raw images of features in these darker sections of the weld region 109 to create. That's why the resulting raw picture shows 1236 ' that in this moderately longer exposure period 1236 is produced, only the moderately bright features, such as the sweat puddle 111 and the melting zone 113 , The pixels of the central section 1291 of the raw picture 1236 ' are overexposed, and the remaining outer sections of the raw image 1236 ' include only dark pixels 1290 ,

Der nächste, längste Belichtungszeitraum 1242 bewirkt einen noch größeren überbelichteten mittigen Abschnitt 1286 der Lichtsensoranordnung 1285, weil die Lichtenergie, die von allen außer den dunkelsten Merkmalen, wie zum Beispiel dem Lichtbogen 107, dem Plasma 108, dem Tröpfchen 121, der Schweißpfütze 111, der Schmelzzone 113, der Elektrode 106 und den inneren Abschnitten der Werkstücke 110, 112, abgestrahlt oder reflektiert wird, die Lichtsensoren oder -detektoren der Lichtsensoranordnung 1285 in diesem noch größeren mittigen Abschnitt 1286 überbelichtet. Gleichzeitig bietet dieser längste Belichtungszeitraum 1242 eine ideale Lichtenergiebestrahlung für Lichtsensoren oder -detektoren in einem äußeren Abschnitt 1287 um den überbelichteten mittigen Abschnitt 1286 der Lichtsensoranordnung 1285 herum, weil die Lichtenergie, die von den Merkmalen in diesem äußeren Abschnitt 1287 der Schweißregion 109, wie zum Beispiel der Schweißdüse 104 und den äußeren Abschnitten der Werkstücke 110, 112, abgestrahlt oder reflektiert wird, in einem geeigneten Bereich für die Lichtsensoren oder -detektoren der Lichtsensoranordnung 1285, auf die diese Lichtenergie fokussiert wird, liegt, um Bildpixel dieser Merkmale zu erzeugen. Die abgekühlte und verfestigte Schweißraupe 103, in 12C nicht zu sehen, würde ebenfalls in dem Rohbild 1242' zu sehen sein, falls sich die Kamera in einer geeigneten Perspektive befindet, um die Schweißraupe 103 im Sichtfeld zu haben. Darum besitzt das Rohbild 1242', das durch die Lichtsensoranordnung 1285 in diesem längsten Belichtungszeitraum 1242 erzeugt wird, eine gute Auflösung dieser Merkmale von mittlerer Helligkeit, wie zum Beispiel der Schweißdüse 104, den äußeren Abschnitten der Werkstücke 110, 112 und der Schweißraupe 103. Darum zeigt das resultierende Rohbild 1242', das in diesem längsten Belichtungszeitraum 1242 erzeugt wird, nur die dunkleren Merkmale, wie zum Beispiel die Schweißdüse 104, die äußeren Abschnitte der Werkstücke 110, 112 und die Schweißraupe 103. Die Pixel des mittigen Abschnitts 1291 des Rohbildes 1242' sind überbelichtet.The next, longest exposure period 1242 causes an even larger overexposed central portion 1286 the light sensor arrangement 1285 because the light energy of all but the darkest features, such as the arc 107 , the plasma 108 , the droplet 121 , the sweat puddle 111 , the melting zone 113 , the electrode 106 and the inner sections of the workpieces 110 . 112 , radiated or reflected, the light sensors or detectors of the light sensor array 1285 in this even larger central section 1286 overexposed. At the same time, this offers the longest exposure period 1242 an ideal light energy radiation for light sensors or detectors in an outer section 1287 around the overexposed central section 1286 the light sensor arrangement 1285 around, because the light energy coming from the features in this outer section 1287 the welding region 109 , such as the welding nozzle 104 and the outer sections of the workpieces 110 . 112 is radiated or reflected in an appropriate range for the light sensors or detectors of the light sensor array 1285 to which this light energy is focused lies to produce image pixels of these features. The cooled and solidified weld bead 103 , in 12C not visible, would also be in the raw picture 1242 ' be seen if the camera is in a suitable perspective to the weld bead 103 to have in the field of vision. That is why the raw picture has 1242 ' that through the Light sensor arrangement 1285 in this longest exposure period 1242 a good resolution of these features of medium brightness, such as the welding nozzle 104 , the outer sections of the workpieces 110 . 112 and the welding bead 103 , That's why the resulting raw picture shows 1242 ' that in this longest exposure period 1242 is produced, only the darker features, such as the welding nozzle 104 , the outer sections of the workpieces 110 . 112 and the welding bead 103 , The pixels of the central section 1291 of the raw picture 1242 ' are overexposed.

Die Rohbilder 1224', 1230', 1236', 1242', die durch die Kamera 126 während der jeweiligen Belichtungszeiträume 1224, 1230, 1236 1242 erzeugt werden, werden miteinander verschmolzen, um das zusammengesetzte Bild 1240 zu erzeugen. Das zusammengesetzte Bild 1260 zeigt das Tröpfchen 121 aus geschmolzenem Metall vollständig ausgebildet an den distalen Ende der Elektrode 106 kurz vor dem Ablösen von der Elektrode 106, weil dieses Phänomen während der Spitzenstromstärkephase 1209 der Energiewellenform 1202 auftritt, wie in 12A gezeigt und oben erläutert, was die Position ist, wo sich die Belichtungszeiträume 1224, 1230, 1236 1242 befinden. Jeder der oben besprochenen Prozesse zum Erzeugen der zusammengesetzten Bilder kann dafür verwendet werden, das zusammengesetzte Bild 1260 aus den Rohbildern 1224', 1230', 1236', 1242' zu erzeugen.The raw pictures 1224 ' . 1230 ' . 1236 ' . 1242 ' through the camera 126 during the respective exposure periods 1224 . 1230 . 1236 1242 are merged together to form the composite image 1240 to create. The composite picture 1260 shows the droplet 121 made of molten metal completely formed at the distal end of the electrode 106 just before detachment from the electrode 106 because of this phenomenon during the peak current phase 1209 the energy waveform 1202 occurs as in 12A shown and explained above, which is the position where the exposure periods 1224 . 1230 . 1236 1242 are located. Any of the composite image generation processes discussed above may be used to enhance the composite image 1260 from the raw pictures 1224 ' . 1230 ' . 1236 ' . 1242 ' to create.

Die in 12D gezeigten beispielhaften Belichtungszeiträume 1244, 1250, 1256, 1262 sind so eingestellt, dass sie mit der Ausklingphase 1211 der Energiewellenform 1202 übereinstimmen, während der sich das Tröpfchen 121 aus geschmolzenem Metall von der Schweißelektrode 106 von der Elektrode 106 getrennt hat und in die Pfütze 111 fällt, wie oben erläutert. Wie schaubildhaft in 12D veranschaulicht, bietet der kürzeste Belichtungszeitraum 1244 eine ideale Lichtenergiebestrahlung für Lichtsensoren oder -detektoren in einem mittigen Abschnitt 1287 der Lichtsensoranordnung 1285 durch die hellste, intensivste Lichtenergie, die von der Schweißregion 109 abgestrahlt oder reflektiert wird, wie zum Beispiel dem Lichtbogen 107, dem Plasma 108 und dem Tröpfchen 121. Darum besitzt das Rohbild 1244', das durch die Lichtsensoranordnung 1285 in diesem Belichtungszeitraum 1244 erzeugt wird, eine gute Auflösung dieser hellsten Merkmale, wie zum Beispiel des Lichtbogens 107, des Plasmas 108 und des Tröpfchens 121. Gleichzeitig lässt dieser kürzeste Belichtungszeitraum 1244 nicht genug Lichtenergie von dunkleren Abschnitten der Schweißregion 109 für die Lichtsensoren oder -detektoren in den übrigen äußeren Abschnitten 1288, um Rohbilder von Merkmalen in diesen dunkleren Abschnitten der Schweißregion 109 zu erzeugen. Darum zeigt das resultierende Rohbild 1244', das in dem Belichtungszeitraum 1244 erzeugt wird, nur die hellsten Merkmale, wie zum Beispiel den Lichtbogen 107, das Plasma 108 und das Tröpfchen 121, und die übrigen Abschnitte des Rohbildes 1244 umfassen dunkle Pixel 1290.In the 12D shown exemplary exposure periods 1244 . 1250 . 1256 . 1262 are set to go with the decay phase 1211 the energy waveform 1202 coincide while the droplet is growing 121 made of molten metal from the welding electrode 106 from the electrode 106 has separated and in the puddle 111 falls as explained above. How graphically in 12D illustrates offers the shortest exposure period 1244 an ideal light energy radiation for light sensors or detectors in a central section 1287 the light sensor arrangement 1285 by the brightest, most intense light energy coming from the sweat region 109 emitted or reflected, such as the arc 107 , the plasma 108 and the droplet 121 , That is why the raw picture has 1244 ' that through the light sensor assembly 1285 in this exposure period 1244 a good resolution of these brightest features, such as the arc 107 , the plasma 108 and the droplet 121 , At the same time this shortest exposure period leaves 1244 not enough light energy from darker sections of the weld region 109 for the light sensors or detectors in the remaining outer sections 1288 to get raw images of features in these darker sections of the weld region 109 to create. That's why the resulting raw picture shows 1244 ' that in the exposure period 1244 is generated, only the brightest features, such as the arc 107 , the plasma 108 and the droplet 121 , and the remaining sections of the raw picture 1244 include dark pixels 1290 ,

Der nächste, geringfügig längere Belichtungszeitraum 1250 bewirkt einen überbelichteten mittigen Abschnitt 1286 der Lichtsensoranordnung 1285, weil die hoch-intensive Lichtenergie, die von den hellsten Merkmalen, wie zum Beispiel dem Lichtbogen 107, dem Plasma 108 und dem Tröpfchen 121, abgestrahlt oder reflektiert wird, die Lichtsensoren oder -detektoren der Lichtsensoranordnung 1285 in diesem mittigen Abschnitt 1286 in diesem geringfügig längeren Belichtungszeitraum 1250 überbelichtet. Gleichzeitig bietet dieser geringfügig längere Belichtungszeitraum 1250 eine ideale Lichtenergiebestrahlung für Lichtsensoren oder -detektoren in einem mittigen Abschnitt 1287 um den überbelichteten mittigen Abschnitt 1286 der Lichtsensoranordnung 1285 herum, weil die Lichtenergie, die von den Merkmalen in dem mittigen Abschnitt der Schweißregion 109, wie zum Beispiel der Schweißpfütze 111 und der Schmelzzone 113, abgestrahlt oder reflektiert wird, nicht hell genug ist, um die Lichtsensoren oder -detektoren der Lichtsensoranordnung 1285, auf die diese Lichtenergie fokussiert wird, überzubelichten. Die dunkleren äußeren Abschnitte der Schweißregion 109 emittieren oder reflektieren nicht genug Lichtenergie für die Lichtsensoren oder -detektoren in den äußeren Abschnitten 1288 der Lichtsensoranordnung 1285, um in diesem geringfügig längeren Belichtungszeitraum 1250 Bilder zu erzeugen. Darum besitzt das Rohbild 1250', das durch die Lichtsensoranordnung 1285 in diesem geringfügig längeren Belichtungszeitraum 1250 erzeugt wird, eine gute Auflösung dieser Merkmale von mittlerer Helligkeit, wie zum Beispiel der Schweißpfütze 111 und der Schmelzzone 113. Gleichzeitig lässt dieser geringfügig längere Belichtungszeitraum 1250 nicht genug Lichtenergie von dunkleren Abschnitten der Schweißregion 109 für die Lichtsensoren oder -detektoren in den übrigen äußeren Abschnitten 1288 der Lichtsensoranordnung 1285, um Rohbilder von Merkmalen in diesen dunkleren Abschnitten der Schweißregion 109 zu erzeugen. Darum zeigt das resultierende Rohbild 1250', das in diesem geringfügig längeren Belichtungszeitraum 1250 erzeugt wird, nur die recht hellen, aber nicht die hellsten, Merkmale, wie zum Beispiel die Schweißpfütze 111 und die Schmelzzone 113. Die Pixel des mittigen Abschnitts 1291 des Rohbildes 1250' sind überbelichtet, und die übrigen äußeren Abschnitte des Rohbildes 1250' umfassen nur dunkle Pixel 1290.The next, slightly longer exposure period 1250 causes an overexposed central portion 1286 the light sensor arrangement 1285 because of the high-intensity light energy, that of the brightest features, such as the Electric arc 107 , the plasma 108 and the droplet 121 , radiated or reflected, the light sensors or detectors of the light sensor array 1285 in this central section 1286 in this slightly longer exposure period 1250 overexposed. At the same time, this offers a slightly longer exposure period 1250 an ideal light energy radiation for light sensors or detectors in a central section 1287 around the overexposed central section 1286 the light sensor arrangement 1285 around, because the light energy coming from the features in the central portion of the weld region 109 such as the sweat puddle 111 and the melting zone 113 , is radiated or reflected, is not bright enough to the light sensors or detectors of the light sensor assembly 1285 to overemphasize that light energy is focused on. The darker outer portions of the weld region 109 do not emit or reflect enough light energy for the light sensors or detectors in the outer sections 1288 the light sensor arrangement 1285 to get in this slightly longer exposure period 1250 To create pictures. That is why the raw picture has 1250 ' that through the light sensor assembly 1285 in this slightly longer exposure period 1250 a good resolution of these features of medium brightness, such as the sweat puddle 111 and the melting zone 113 , At the same time this leaves slightly longer exposure period 1250 not enough light energy from darker sections of the weld region 109 for the light sensors or detectors in the remaining outer sections 1288 the light sensor arrangement 1285 to get raw images of features in these darker sections of the weld region 109 to create. That's why the resulting raw picture shows 1250 ' that in this slightly longer exposure period 1250 is produced, only the quite bright, but not the brightest, features, such as the sweat puddle 111 and the melting zone 113 , The pixels of the central section 1291 of the raw picture 1250 ' are overexposed, and the remaining outer sections of the raw image 1250 ' include only dark pixels 1290 ,

Der nächste, moderat längere Belichtungszeitraum 1256 bewirkt einen noch größeren überbelichteten mittigen Abschnitt 1286 der Lichtsensoranordnung 1285, weil die Lichtenergie, die nicht nur von den hellsten Merkmalen, wie zum Beispiel dem Lichtbogen 107, dem Plasma 108 und dem Tröpfchen 121, sondern auch von den geringfügig dunkleren Merkmale, wie zum Beispiel der Schweißpfütze 111 und der Schmelzzone 113, abgestrahlt oder reflektiert wird, die Lichtsensoren oder -detektoren der Lichtsensoranordnung 1285 in diesem noch größeren mittigen Abschnitt 1286 überbelichtet. Gleichzeitig bietet dieser moderat längere Belichtungszeitraum 1256 eine ideale Lichtenergiebestrahlung für Lichtsensoren oder -detektoren in einem mittigen Abschnitt 1287 um den überbelichteten mittigen Abschnitt 1286 der Lichtsensoranordnung 1285 herum, weil die Lichtenergie, die von den Merkmalen in diesem mittigen Abschnitt der Schweißregion 109, wie zum Beispiel der Elektrode 106 und den Werkstücken 110, 112, abgestrahlt oder reflektiert wird, in einem geeigneten Bereich für die Lichtsensoren oder -detektoren der Lichtsensoranordnung 1285, auf die diese Lichtenergie fokussiert wird, liegt, um Bildpixel dieser Merkmale zu erzeugen. Die dunkleren äußeren Abschnitte der Schweißregion 109 emittieren oder reflektieren nicht genug Lichtenergie für die Lichtsensoren oder -detektoren in den äußeren Abschnitten 1288 der Lichtsensoranordnung 1285, um Bilder zu erzeugen. Darum besitzt das Rohbild 1256', das durch die Lichtsensoranordnung 1285 in diesem moderat längeren Belichtungszeitraum 1256 erzeugt wird, eine gute Auflösung dieser Merkmale von mittlerer Helligkeit, wie zum Beispiel der Elektrode 106 und den Werkstücken 110, 112. Gleichzeitig lässt dieser moderat längere Belichtungszeitraum 1256 nicht genug Lichtenergie von dunkleren Abschnitten der Schweißregion 109 für die Lichtsensoren oder -detektoren in den übrigen äußeren Abschnitten 1288 der Lichtsensoranordnung 1285, um Rohbilder von Merkmalen in diesen dunkleren Abschnitten der Schweißregion 109 zu erzeugen. Darum zeigt das resultierende Rohbild 1256', das in diesem moderat längeren Belichtungszeitraum 1236 erzeugt wird, nur die moderat hellen Merkmale, wie zum Beispiel die Schweißpfütze 111 und die Schmelzzone 113. Die Pixel des mittigen Abschnitts 1291 des Rohbildes 1236' sind überbelichtet, und die übrigen äußeren Abschnitte des Rohbildes 1236' umfassen nur dunkle Pixel 1290.The next, moderately longer exposure period 1256 causes an even larger overexposed central portion 1286 the light sensor arrangement 1285 because the light energy, not only by the brightest features, such as the arc 107 , the plasma 108 and the droplet 121 but also from the slightly darker features, such as the sweat puddle 111 and the melting zone 113 , radiated or reflected, the light sensors or detectors of the light sensor array 1285 in this even larger central section 1286 overexposed. At the same time this moderately longer exposure period offers 1256 an ideal light energy radiation for light sensors or detectors in a central section 1287 around the overexposed central section 1286 the light sensor arrangement 1285 around, because the light energy coming from the features in this central section of the weld region 109 , such as the electrode 106 and the workpieces 110 . 112 is radiated or reflected in an appropriate range for the light sensors or detectors of the light sensor array 1285 to which this light energy is focused lies to produce image pixels of these features. The darker outer portions of the weld region 109 do not emit or reflect enough light energy for the light sensors or detectors in the outer sections 1288 the light sensor arrangement 1285 to create pictures. That is why the raw picture has 1256 ' that through the light sensor assembly 1285 in this moderately longer exposure period 1256 a good resolution of these features of medium brightness, such as the electrode 106 and the workpieces 110 . 112 , At the same time this moderately longer exposure period 1256 not enough light energy from darker sections of the weld region 109 for the light sensors or detectors in the remaining outer sections 1288 the light sensor arrangement 1285 to get raw images of features in these darker sections of the weld region 109 to create. That's why the resulting raw picture shows 1256 ' that in this moderately longer exposure period 1236 is produced, only the moderately bright features, such as the sweat puddle 111 and the melting zone 113 , The pixels of the central section 1291 of the raw picture 1236 ' are overexposed, and the remaining outer sections of the raw image 1236 ' include only dark pixels 1290 ,

Der nächste, längste Belichtungszeitraum 1262 bewirkt einen noch größeren überbelichteten mittigen Abschnitt 1286 der Lichtsensoranordnung 1285, weil die Lichtenergie, die von allen außer den dunkelsten Merkmalen, wie zum Beispiel dem Lichtbogen 107, dem Plasma 108, dem Tröpfchen 121, der Schweißpfütze 111, der Schmelzzone 113, der Elektrode 106 und den inneren Abschnitten der Werkstücke 110, 112, abgestrahlt oder reflektiert wird, die Lichtsensoren oder -detektoren der Lichtsensoranordnung 1285 in diesem noch größeren mittigen Abschnitt 1286 überbelichtet. Gleichzeitig bietet dieser längste Belichtungszeitraum 1262 eine ideale Lichtenergiebestrahlung für Lichtsensoren oder -detektoren in einem äußeren Abschnitt 1287 um den überbelichteten mittigen Abschnitt 1286 der Lichtsensoranordnung 1285 herum, weil die Lichtenergie, die von den Merkmalen in diesem äußeren Abschnitt 1287 der Schweißregion 109, wie zum Beispiel der Schweißdüse 104 und den äußeren Abschnitten der Werkstücke 110, 112, abgestrahlt oder reflektiert wird, in einem geeigneten Bereich für die Lichtsensoren oder -detektoren der Lichtsensoranordnung 1285, auf die diese Lichtenergie fokussiert wird, liegt, um Bildpixel dieser Merkmale zu erzeugen. Die abgekühlte und verfestigte Schweißraupe 103, in 12D nicht zu sehen, würde ebenfalls in dem Rohbild 1262 zu sehen sein, falls sich die Kamera in einer geeigneten Perspektive befindet, um die Schweißraupe 103 im Sichtfeld zu haben. Darum besitzt das Rohbild 1262', das durch die Lichtsensoranordnung 1285 in diesem längsten Belichtungszeitraum 1262 erzeugt wird, eine gute Auflösung dieser Merkmale von mittlerer Helligkeit, wie zum Beispiel der Schweißdüse 104, den äußeren Abschnitten der Werkstücke 110, 112 und der Schweißraupe 103. Darum zeigt das resultierende Rohbild 1262', das in diesem längsten Belichtungszeitraum 1262 erzeugt wird, nur die dunkleren Merkmale, wie zum Beispiel die Schweißdüse 104, die äußeren Abschnitte der Werkstücke 110, 112 und die Schweißraupe 103. Die Pixel des mittigen Abschnitts 1291 des Rohbildes 1262' sind überbelichtet.The next, longest exposure period 1262 causes an even larger overexposed central portion 1286 the light sensor arrangement 1285 because the light energy of all but the darkest features, such as the arc 107 , the plasma 108 , the droplet 121 , the sweat puddle 111 , the melting zone 113 , the electrode 106 and the inner sections of the workpieces 110 . 112 , radiated or reflected, the light sensors or detectors of the light sensor array 1285 in this even larger central section 1286 overexposed. At the same time, this offers the longest exposure period 1262 an ideal light energy radiation for light sensors or detectors in an outer section 1287 around the overexposed central section 1286 the light sensor arrangement 1285 around, because the light energy coming from the features in this outer section 1287 the welding region 109 , such as the welding nozzle 104 and the outer sections of the workpieces 110 . 112 is radiated or reflected in an appropriate range for the light sensors or detectors of the light sensor array 1285 to which this light energy is focused lies to produce image pixels of these features. The cooled and solidified weld bead 103 , in 12D not visible, would also be in the raw picture 1262 be seen if the camera is in a suitable perspective to the weld bead 103 to have in the field of vision. That is why the raw picture has 1262 ' that through the light sensor assembly 1285 in this longest exposure period 1262 a good resolution of these features of medium brightness, such as the welding nozzle 104 , the outer sections of the workpieces 110 . 112 and the welding bead 103 , That's why the resulting raw picture shows 1262 ' that in this longest exposure period 1262 is produced, only the darker features, such as the welding nozzle 104 , the outer sections of the workpieces 110 . 112 and the welding bead 103 , The pixels of the central section 1291 of the raw picture 1262 ' are overexposed.

Die Detektion zuvor festgelegter Stromstärken in der Ausklingphase 1211 der Energiewellenform 1202 kann für die Initiierungs-Stromschwellenpunkte 1263, 1264, 1265, 1266 für die Belichtungszeiträume 1244, 1250, 1256 1262 mit einer Zeitverzögerung zu den Initiierungs-Auslöserpunkten 1267, 1268, 1269, 1270 verwendet werden. Zum Beispiel können sich die Initiierungs-Stromschwellenpunkte 1263, 1264, 1265, 1266 dort befinden, wo es einen detektierbaren Stromstärkeabfall von der Spitzenstromstärkephase 1209 mit einer Zeitverzögerung zu gewünschten Belichtungsinitiierungs-Auslöserpunkten 1267, 1268, 1269, 1270 gibt. Alternativ können spezielle Initiierungs-Stromschwellen an den speziellen Positionen in der Ausklingphase 1211 der Energiewellenform 1202, wo die Belichtungszeiträume 1244, 1250, 1256 1262 initiiert werden sollen, eingestellt werden; in diesem Fall wären die Auslöserpunkte 1267, 1268, 1269, 1270 die Initiierungs-Stromschwellenpunkte. Die Beendigungs-Auslöserpunkte 1271, 1272, 1273, 1274 werden ebenfalls auf jeweilige Zeitverzögerungen von den jeweiligen Initiierungs-Stromschwellenpunkten 1231, 1232, 1233, 1234 eingestellt, so wie es für bestimmte Zwecke oder Effekte gewünscht wird, oder sie könnten auf einen speziellen detektierbaren Beendigungsstromschwellenpegel eingestellt werden. Die Rohbilder 1244', 1250', 1256', 1262', die durch die Kamera 126 während der jeweiligen Belichtungszeiträume 1244, 1250, 1256 1262 erzeugt werden, werden miteinander verschmolzen, um das zusammengesetzte Bild 1280 zu erzeugen. Das zusammengesetzte Bild 1280 zeigt das Tröpfchen 121 aus geschmolzenem Metall, das von dem distalen Ende der Elektrode 106 getrennt ist und in Richtung der Schweißpfütze 111 fällt, weil dieses Phänomen während der Ausklingphase 1211 der Energiewellenform 1202 auftritt, was an der Position ist, wo sich die Belichtungszeiträume 1244, 1250, 1256 1262 befinden. Jeder der oben besprochenen Prozesse zum Erzeugen der zusammengesetzten Bilder kann dafür verwendet werden, das zusammengesetzte Bild 1280 aus den Rohbildern 1244', 1250', 1256', 1262' zu erzeugen. Wie durch die Beispiele der 12B, 12C und 12D veranschaulicht, können verschiedene Merkmale in der Schweißregion 109 aufgenommen und angezeigt werden, indem der Belichtungszeitraum an verschiedenen Phasen der Energiewellenform 1202 positioniert wird. In dem zusammengesetzten Bild 1240 (12B) ist das Tröpfchen 121 so gezeigt, dass es gerade anfängt, sich an dem distalen Ende der Schweißelektrode 106 zu bilden, während das zusammengesetzte Bild 1260 (12C) das Tröpfchen 121 vollständig ausgebildet und kurz vor dem Ablösen von der Elektrode 106 zeigt; und das zusammengesetzte Bild 1280 zeigt das Tröpfchen 121 von der Elektrode 106 getrennt und mitten im Fall in Richtung der Schweißpfütze 111. Diese und viele andere Phänomene in einem Schweißprozess können mit der Kamera 126 aufgenommen werden, indem die Belichtungszeiträume so verschoben werden, dass sie auf verschiedene Phasen der Energiewellenform ausgerichtet sind. Wenn eine Reihe von zusammengesetzten Bildern, die aus Belichtungszeiträumen in einer bestimmten Phase der Energiewellenform 1202 während einer Schweißoperation erzeugt wurden, in einer kontinuierlichen Reihe betrachtet werden, wie zum Beispiel in rascher Folge als aufeinanderfolgende Vollbilder in einem Video, wie zum Beispiel 24 bis 30 zusammengesetzte Bilder pro Sekunde, so können diese Phänomene, die in dieser bestimmten Phase auftreten, auf der Anzeigevorrichtung in Echtzeit betrachtet werden. Oder anders ausgedrückt: Das auf der Anzeigevorrichtung 138 angezeigte zusammengesetzte Bild kann als ein einziges Bild erscheinen, aber es ist in Wahrheit eine kontinuierliche Sequenz von zusammengesetzten Bildern, die in rascher Folge angezeigt werden, wie zum Beispiel 24 bis 30 Bilder pro Sekunde, die vom menschlichen Auge und Gehirn als ein einzelnes Bild wahrgenommen werden. Verschiebt man die Belichtungszeiträume zu einer anderen Phase der Energiewellenform 1202, so kann dies dem Nutzer ermöglichen, andere Merkmale und Phänomene des Schweißprozesses in Echtzeit zu betrachten. Solche Phasenverschiebungen der Belichtungszeiträume können in Inkrementen erfolgen, oder sie können in einer kontinuierlichen Überstreichung der Energiewellenform-Phasen erfolgen. Zum Beispiel kann eine langsame dynamische Verschiebung der Belichtungszeiträume 1244, 1250, 1256, 1262 in 12D über alle Phasen in einem gesamten Zyklus der Energiewellenform 1202 hinweg, d. h. von der flachen Grundphase 1205 über die Anstiegsphase 1207, die Spitzenstromstärkephase 1209, und die Ausklingphase 1211 hinab zur flachen Grundstromstärkephase 1205, ein Video des Tröpfchens 121 erzeugen, das sich am distalen Ende der Elektrode 106 zu bilden beginnt und sich weiter zu einem vollständig ausgebildeten Tröpfchen 121 entwickelt, das sich von der Elektrode 106 löst und in die Pfütze 111 fällt. Andererseits könnten die Belichtungszeiträume 1244, 1250, 1256, 1262 sogar, während die zusammengesetzten Bilder als ein Video betrachtet werden, zu einer statischen Position in der Ausklingphase 1211 justiert werden, was zur Folge hat, dass das zusammengesetzte Bild das Tröpfchen 121 im Moment des Erreichens der Schweißpfütze 111 zeigt. Wird dann diese Position für die Belichtungszeiträume 1244, 1250, 1256, 1262 fixiert, so könnte es einem Schweißer, beispielsweise einer Person, die manuelles Schweißen ausführt, ermöglichen, ein Echtzeitvideo der Schweißnaht zu betrachten, während er die Spitze und die Elektrode des Schweißgerätes genau dorthin hält, wo das Video das Tröpfchen 121 beim Auftreffen auf die Pfütze 111 zeigt.The detection of previously determined currents in the decay phase 1211 the energy waveform 1202 can for the initiation current thresholds 1263 . 1264 . 1265 . 1266 for the exposure periods 1244 . 1250 . 1256 1262 with a time delay to the initiation trigger points 1267 . 1268 . 1269 . 1270 be used. For example, the initiation current thresholds may become 1263 . 1264 . 1265 . 1266 where there is a detectable current drop from the peak current phase 1209 with a time delay to desired exposure initiation trigger points 1267 . 1268 . 1269 . 1270 gives. Alternatively, special initiation current thresholds may occur at the specific positions in the decay phase 1211 the energy waveform 1202 where the exposure periods 1244 . 1250 . 1256 1262 be set to be initiated; in this case, the trigger points would be 1267 . 1268 . 1269 . 1270 the initiation current thresholds. The termination trigger points 1271 . 1272 . 1273 . 1274 are also limited to respective time delays from the respective initiation thresholds 1231 . 1232 . 1233 . 1234 may be adjusted as desired for particular purposes or effects, or they may be set to a particular detectable completion threshold level. The raw pictures 1244 ' . 1250 ' . 1256 ' . 1262 ' through the camera 126 during the respective exposure periods 1244 . 1250 . 1256 1262 are merged together to form the composite image 1280 to create. The composite picture 1280 shows the droplet 121 of molten metal coming from the distal end of the electrode 106 is separated and in the direction of the sweat puddle 111 falls because of this phenomenon during the decay phase 1211 the energy waveform 1202 occurs, which is at the position where the exposure periods 1244 . 1250 . 1256 1262 are located. Any of the composite image generation processes discussed above may be used to enhance the composite image 1280 from the raw pictures 1244 ' . 1250 ' . 1256 ' . 1262 ' to create. As by the examples of 12B . 12C and 12D illustrates different features in the weld region 109 be recorded and displayed by the exposure period at different phases of the energy waveform 1202 is positioned. In the composite picture 1240 ( 12B ) is the droplet 121 shown so that it just begins to be at the distal end of the welding electrode 106 to form while the composite image 1260 ( 12C ) the droplet 121 completely formed and just before detachment from the electrode 106 shows; and the composite picture 1280 shows the droplet 121 from the electrode 106 separated and in the middle of the fall in the direction of the sweat puddle 111 , These and many other phenomena in a welding process can be done with the camera 126 by shifting the exposure periods so that they are aligned with different phases of the energy waveform. If a series of composite images resulting from exposure periods in a certain phase of the energy waveform 1202 During a welding operation, as viewed in a continuous series, such as in rapid succession as successive frames in a video, such as 24 to 30 composite frames per second, these phenomena occurring in that particular phase may occur the display device in real time. Or in other words: that on the display device 138 displayed composite image may appear as a single image, but it is in fact a continuous sequence of composite images that are displayed in rapid succession, such as 24 to 30 frames per second, perceived by the human eye and brain as a single image become. Shifts the exposure periods to another phase of the energy waveform 1202 Thus, this may allow the user to view other features and phenomena of the welding process in real time. Such phase shifts of the exposure periods may be in increments, or they may be done in a continuous sweep of the energy waveform phases. For example, a slow dynamic shift of the exposure periods 1244 . 1250 . 1256 . 1262 in 12D over all phases in an entire cycle of the energy waveform 1202 away, ie from the flat ground phase 1205 about the rise phase 1207 , the peak current phase 1209 , and the decay phase 1211 down to the flat basic current phase 1205 , a video of the droplet 121 generate, which is at the distal end of the electrode 106 begins to form and continues to form a fully formed droplet 121 developed, extending from the electrode 106 triggers and into the puddle 111 falls. On the other hand, the exposure periods could 1244 . 1250 . 1256 . 1262 even while the composite images are viewed as a video, to a static position in the decay phase 1211 be adjusted, with the result that the composite image is the droplet 121 at the moment of reaching the sweat puddle 111 shows. Will then this position for the exposure periods 1244 . 1250 . 1256 . 1262 In other words, a welder, such as a person performing manual welding, could view a real-time video of the weld while holding the tip and electrode of the welder right where the video is the droplet 121 when hitting the puddle 111 shows.

Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen darum Systeme und Verfahren zum Betrachten des Schweißprozesses und zum Generieren kombinierter Bilder bereit, die einen hohen visuellen Dynamikumfang besitzen. Diese Techniken können in automatisierten Schweißsystemen verwendet werden, wie zum Beispiel dem in 1 veranschaulichten automatisierten Schweißsicht- und -steuerungssystem 100, sowie in manuellen Systemen, wie zum Beispiel dem manuellen Schweißsichtsystem 1300, das in 13 veranschaulicht ist und unten beschrieben wird. Der hohe visuelle Dynamikumfang des Systems erlaubt das Betrachten verschiedener Abschnitte der Schweißnaht während des Schweißprozesses sowie des Hintergrundes. Die zusammengesetzten Bilder vermitteln darum zahlreiche Informationen zur Qualität der Schweißnaht, was eine Justierung von Parametern erlaubt, um hochwertige Schweißnähte zu erreichen.The embodiments of the present invention therefore provide systems and methods for viewing the welding process and generating combined images having a high visual dynamic range. These techniques can be used in automated welding systems, such as in 1 illustrated automated welding vision and control system 100 , as well as in manual systems, such as the manual welding vision system 1300 , this in 13 is illustrated and described below. The high visual dynamic range of the system allows viewing of various sections of the weld during the welding process as well as the background. The composite images therefore provide a wealth of information about the quality of the weld, allowing adjustment of parameters to achieve high quality welds.

Wie oben angesprochen, kann die in 1 gezeigte optionale dynamische Abdunkelungsscheibe 130 dafür verwendet werden, die Lichtintensitäten, die von dem Lichtbogen 107, dem Plasma 108, dem Schweißtröpfchen 121, der Schweißpfütze 111 und anderen Merkmale in der Schweißregion 109 abstrahlen und die auf die Lichtdetektorelemente der Kamera 126 auftreffen, zusätzlich zu steuern. Die optionale dynamische Abdunkelungsscheibe 130 kann durch die Sichtsystemsteuereinheit 124 gesteuert werden, um Lichtenergie zu dämpfen, die von der Schweißregion 109 oder von Merkmalen in der Schweißregion 109 abgestrahlt oder reflektiert wird. Dadurch steuert die optionale dynamische Abdunkelungsscheibe 130 zusätzlich die Belichtung der Kamera 126, um entweder die Blende der Kamera 126 und die Empfindlichkeit der Lichtdetektorelemente der Kamera 126 zu unterstützen, oder sie kann für sich allein verwendet werde, ohne die Blendengröße oder die Empfindlichkeit der Lichtdetektorelemente der Kamera 126 zu justieren. Des Weiteren kann die optionale dynamische Abdunkelungsscheibe 130 in einer solchen Weise betrieben werden, dass sie nur für eine kurze Zeit während der anfänglichen Zündung des Lichtbogens 107, zu der es auf der Spitze des Energieimpulses kommt, und für eine kurze Zeit nach der Spitze aktiviert wird. Die beispielhafte dynamische Abdunkelungsscheibe 130 in dem beispielhaften Schweiß- und Sichtsteuerungssystem 100 kann zum Beispiel aus Polymer-dispergierten Flüssigkristall(PDLC)-Filmmaterialien hergestellt werden, die auf dem freien Markt erhältlich sind und eine variable Lichtdurchlässigkeit haben, die sehr schnell auf Veränderungen der angelegten Spannung reagiert. Flüssigkristallabdunkelungsfilter für Kameras, die ebenfalls die Funktion der Abdunkelungsscheibe 130 übernehmen können, sind auf dem freien Markt erhältlich, zum Beispiel von IC-Tech Display AB aus Borlänge, Schweden. Auf diese Weise kann die Steuereinheit 124 auf einfache Weise die dynamische Abdunkelungsscheibe 130 durch Anlegen eines Steuerspannungssignals steuern. Zum Beispiel kann ein Abdunkelungsscheiben-Steuersignal, das als ein Negativ der Energiewellenform der Schweißstromversorgung 122 erzeugt wird, an die Scheibe 130 angelegt werden, um ankommendes Licht für die Kamera 126 zu konditionieren, um eine gleichmäßige Lichtintensität zu erzeugen. Es sind noch andere Variationen des Abdunkelungsscheiben-Steuersignals möglich. Die Sichtsystemsteuereinheit 124 ist dafür programmiert, der Initiierungs- und Beendigungsauslöse-Steuersignale an die Kamera 126 und die Abdunkelungsscheiben-Steuersignale mit der Rohbildausgabe der Kamera 126 zu synchronisieren. Alternativ könnten die Belichtungszeiträume für jedes Rohbild für einige oder alle Rohbilder, die dafür verwendet werden, ein zusammengesetztes Bild zu erzeugen, konstant gehalten werden, während entweder die Lichtdurchlässigkeit der Abdunkelungsscheibe 130 oder die Lichtempfindlichkeit der Lichtsensoranordnung in der Kamera 126 oder eine Kombination von beidem progressiv für aufeinanderfolgende Rohbilder erhöht oder verringert werden, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass alle Merkmale in der Schweißregion 109 effektiv in mindestens einem oder mehreren der Rohbilder aufgenommen werden. Die Benutzerschnittstelle 128 ist ebenfalls mit der Sichtsystemsteuereinheit 124 verbunden, so dass die Benutzerschnittstelle 128 dafür verwendet werden kann, die Durchlässigkeit der dynamischen Abdunkelungsscheibe 130 sowie andere Betriebsparameter des in 1 veranschaulichten Schweißsicht- und -steuerungssystems 100 zu variieren. Die optionale Kamera 127 kann ebenfalls mit einer dynamischen Abdunkelungsscheibe 131 ausgestattet und in derselben Weise verwendet werden, wie es oben für die Kamera 126 beschrieben ist.As mentioned above, the in 1 optional dynamic dimming disc shown 130 be used for the light intensities emitted by the arc 107 , the plasma 108 , the welding droplet 121 , the sweat puddle 111 and other features in the weld region 109 radiate and those on the light detector elements of the camera 126 impinge, in addition to control. The optional dynamic dimming disc 130 can through the visual system control unit 124 be controlled to attenuate light energy coming from the weld region 109 or features in the weld region 109 is emitted or reflected. This controls the optional dynamic Abdunkelungsscheibe 130 in addition the exposure of the camera 126 to either the aperture of the camera 126 and the sensitivity of the light detector elements of the camera 126 or can be used on its own without the aperture size or sensitivity of the camera's light detector elements 126 to adjust. Furthermore, the optional dynamic dimming disc 130 be operated in such a way that they only for a short time during the initial ignition of the arc 107 which it comes on top of the energy pulse, and is activated for a short time after the peak. The exemplary dynamic dimming disc 130 in the exemplary welding and vision control system 100 can be made, for example, from polymer-dispersed liquid crystal (PDLC) film materials which are available on the open market and have a variable light transmission which reacts very rapidly to changes in the applied voltage. Liquid crystal shading filter for cameras, which also has the function of the dimming disc 130 are available on the open market, for example from IC-Tech Display AB of Borlänge, Sweden. In this way, the control unit 124 in a simple way the dynamic dimming disc 130 by applying a control voltage signal. For example, a dimming disc control signal acting as a negative of the power waveform of the welding power supply 122 is generated, to the disc 130 be applied to incoming light for the camera 126 to condition to produce a uniform light intensity. Other variations of the dimming control signal are possible. The vision system controller 124 is programmed to initiate and terminate trigger control signals to the camera 126 and the dimming control signals with the raw image output of the camera 126 to synchronize. Alternatively, the exposure periods for each raw image could be kept constant for some or all of the raw images used to produce a composite image, while either the translucency of the shading disk 130 or the photosensitivity of the photosensor array in the camera 126 or a combination of both may be progressively increased or decreased for successive raw images to increase the likelihood that all features in the weld region 109 be effectively included in at least one or more of the raw images. The user interface 128 is also with the vision system controller 124 connected, so the user interface 128 can be used for the permeability of the dynamic darkening disc 130 as well as other operating parameters of in 1 illustrated weld vision and control system 100 to vary. The optional camera 127 can also use a dynamic dimming disc 131 equipped and used in the same way as above for the camera 126 is described.

1 veranschaulicht des Weiteren einen optionalen optischen Detektor 132. Der optionale optische Detektor 132 kann dafür verwendet werden, das anfängliche Zünden jedes Schweißpulses zu detektieren, um die in den 25 veranschaulichten Prozesse zu initiieren. Der optionale optische Detektor 132 ist mit der Sichtsystemsteuereinheit 124 gekoppelt, um der Sichtsystemsteuereinheit 124 zu signalisieren, dass in diesem Moment ein Schweißpuls detektiert wurde. Eine präzise Zeitsteuerung der Belichtung kann dann ebenfalls optional anhand des durch den optischen Detektor 132 generierten Signals ausgelöst werden. Der optionale optische Detektor 132 kann auch das Auslöse-Ereignis in der Bildverarbeitungssteuereinheit 124 erzeugen. 1 further illustrates an optional optical detector 132 , The optional optical detector 132 can be used to detect the initial firing of each welding pulse to be in the 2 - 5 initiate illustrated processes. The optional optical detector 132 is with the vision system controller 124 coupled to the vision system control unit 124 to signal that at this moment a welding pulse was detected. A precise timing of the exposure can then optionally also by means of the optical detector 132 generated signal are triggered. The optional optical detector 132 can also trigger the event in the image processing control unit 124 produce.

Ein beispielhaftes manuelles Schweißsichtsystem 1300, das mit einigen oder allen Merkmalen und Fähigkeiten, die oben beschrieben wurden, ausgestattet ist, einschließlich beispielsweise der Merkmale und Fähigkeiten aus 1, ist schaubildhaft in 13 veranschaulicht. Ein Schweißer 1318 ist so veranschaulicht, dass er eine Haube 1302 trägt, die auf ihrer Innenseite eine Anzeigevorrichtung 1304 hat. Die Anzeigevorrichtung 1304 spricht auf die Kameras 1306 und das Elektronik-Package 1308 an, wie oben in Bezug auf die Kameras 126, 127 und die Sichtsystemsteuereinheit 124 in 1 beschrieben wurde. Der Schweißer 1318 verwendet ein manuelles Lichtbogenschweißgerät 1310, um eine Schweißraupe 1312 an der Überschneidung der Werkstücke 1314, 1316 zu erzeugen. Das manuelle Lichtbogenschweißgerät 1310 wird durch den Schweißer 1318 gesteuert, der den Schweißprozess in der Schweißregion 1209 auf der Anzeigevorrichtung 1304 in Echtzeit verfolgt. Die zwei Kameras 1306, die optional mit Abdunkelungsscheiben wie zum Beispiel den Abdunkelungsscheiben 130, 131 in 1 ausgestattet sein können, generieren gleichzeitige Rohbilder der Schweißregion 1209 oder von Merkmalen in der Schweißregion 1209 aus den zwei verschiedenen Perspektiven der Kameras 1306, um zwei zusammengesetzte Bilder für eine stereoskopische Betrachtung zu erzeugen, obgleich auch nur eine einzelne Kamera für ein monoskopisches Betrachten verwendet zu werden braucht. Die Rohbilder der zwei Kameras 1306 werden durch das Elektronik-Package 1308 verarbeitet, wie oben erläutert, um zwei jeweilige zusammengesetzte Bilder der zwei Perspektiven zu erzeugen, und die zwei zusammengesetzten Bilder werden gleichzeitig auf der Anzeigevorrichtung 1304 angezeigt, wie zum Beispiel ein einzelnes zusammengesetztes Bild aus einer einzelnen Perspektive zum Anzeigen für eines der Augen der Person, und das zweite zusammengesetzte Bild aus der zweiten Perspektive zum Anzeigen für das andere Auge der Person, was die Illusion einer 3D-Tiefe erzeugt oder verstärkt. Natürlich würde eine monoskopische Anzeigevorrichtung das eine zusammengesetzte Bild von einer einzelnen Kamera beiden Augen präsentieren. Die zusammengesetzten Bilder, ob stereoskopisch oder monoskopisch, erlauben es dem Schweißer 1318, Merkmale in der Schweißregion, die hoch-intensive Lichtenergie (zum Beispiel der Lichtbogen, das Plasma, usw.) abstrahlen oder reflektieren, sowie Merkmale, die weniger helle Merkmale (zum Beispiel die geschmolzenen Tröpfchen und die Pfützen) abstrahlen oder reflektieren, und etwas dunklere Merkmale (zum Beispiel die Schweißraupe, die Werkstücke, die durch die Schweißnaht verbunden werden, usw.) in Echtzeit zu betrachten, während der Schweißprozess vonstatten geht. Auf diese Weise kann der Schweißer 1318 die Umgebung und den Hintergrund sehen und auch das Plasma, die Tröpfchen von dem manuellen Lichtbogenschweißgerät 1310, die Pfützen und andere wichtige Abschnitte oder Merkmale der entstehenden Schweißnaht 1312 in Echtzeit während des Schweißprozesses betrachten. Auf diese Weise braucht die Haube 1302 kein teildurchlässiges Glasfenster, da der Schweißer 1318 einfach die Anzeigevorrichtung 1304 auf der Innenseite der Haube 1302 betrachtet und den gesamten Prozess mit hohem visuellem Dynamikumfang sehen kann, was nicht mit einer typischen Schweißhaube möglich ist, bei der man nur durch abgedunkeltes Glas blickt.An exemplary manual welding vision system 1300 that is equipped with some or all of the features and capabilities described above, including features and capabilities, for example 1 , is graphically in 13 illustrated. A welder 1318 is so illustrated that he has a hood 1302 carries on its inside a display device 1304 Has. The display device 1304 speaks to the cameras 1306 and the electronics package 1308 as above with respect to the cameras 126 . 127 and the vision system controller 124 in 1 has been described. the welder 1318 uses a manual arc welder 1310 to a welding bead 1312 at the intersection of the workpieces 1314 . 1316 to create. The manual arc welder 1310 is done by the welder 1318 controlled the welding process in the welding region 1209 on the display device 1304 tracked in real time. The two cameras 1306 Optional with darkening discs such as the darkening discs 130 . 131 in 1 be equipped, generate simultaneous raw images of the weld region 1209 or features in the weld region 1209 from the two different perspectives of the cameras 1306 to produce two composite images for stereoscopic viewing, although only a single camera needs to be used for monoscopic viewing. The raw images of the two cameras 1306 be through the electronics package 1308 as explained above, to generate two respective composite images of the two perspectives, and the two composite images are simultaneously displayed on the display device 1304 displayed, such as a single composite image from a single perspective to display for one of the person's eyes, and the second composite image from the second perspective to display for the other person's eye, creating or enhancing the illusion of 3D depth , Of course, a monoscopic display would present a composite image from a single camera to both eyes. The composite images, whether stereoscopic or monoscopic, allow the welder 1318 , Features in the weld region that emit or reflect high-intensity light energy (eg, the arc, the plasma, etc.), and features that emit or reflect less bright features (e.g., the molten droplets and puddles) and something darker features (e.g., the weld bead, the workpieces joined by the weld, etc.) in real time as the welding process proceeds. That way, the welder can 1318 see the environment and the background and also the plasma, the droplets from the manual arc welder 1310 , the puddles and other important sections or features of the resulting weld 1312 in real time during the welding process. That way, the hood needs 1302 no semi-transparent glass window, as the welder 1318 simply the display device 1304 on the inside of the hood 1302 and can see the whole process with high visual dynamic range, which is not possible with a typical welding hood that only looks through darkened glass.

Die obige Beschreibung der Erfindung dient dem Zweck der Veranschaulichung und Beschreibung. Sie soll weder erschöpfend sein, noch soll sie die Erfindung auf die konkret offenbarte Form beschränken. Im Licht der obigen Lehren können weitere Modifizierungen und Abänderungen möglich sein. Die Ausführungsform wurde so gewählt und beschrieben, dass sie am besten die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung erklärt, um so andere Fachleute in die Lage zu versetzen, die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen und verschiedenen Modifizierungen, die für den konkret vorgesehenen Verwendungszweck geeignet sind, optimal zu nutzen. Die Wörter „umfassen”, „umfasst”, „umfassend”, „enthalten”, „enthaltend” und „enthält”, wenn sie in dieser Spezifikation, einschließlich der Merkmale, verwendet werden, sollen das Vorhandensein genannter Merkmale, ganzer Zahlen, Komponenten oder Schritte bezeichnen, aber sie schließen nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung eines oder mehrerer weiterer Merkmale, ganzer Zahlen, Komponenten, Schritte oder Gruppen davon aus. Es ist beabsichtigt, dass die beiliegenden Ansprüche so ausgelegt werden, dass sie weitere alternative Ausführungsformen der Erfindung enthalten, sofern sie nicht bereits im Stand der Technik enthalten sind.The above description of the invention is for the purpose of illustration and description. It should not be exhaustive, nor should it limit the invention to the specific form disclosed. In light of the above teachings, other modifications and variations may be possible. The embodiment has been chosen and described as best explaining the principles of the invention and its practical application so as to enable others skilled in the art to embrace the invention in various embodiments and various modifications suitable for the specific intended use. optimal use. The words "comprising," "comprising," "comprising," "containing," "containing," and "containing" when used in this specification, including the features, are intended to indicate the presence of said features, integers, components, or the like They denote steps, but they do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, components, steps, or groups thereof. It is intended that the appended claims be construed to include other alternative embodiments of the invention, if not already included in the prior art.

Claims (59)

Schweißsicht- und -steuerungssystem (100) für ein Lichtbogenschweißsystem (102), wobei das Lichtbogenschweißsystem durch eine zyklische Energiewellenform (136, 202, 302, 402, 502, 1002, 1202) von einer Schweißstromversorgung (122) mit Strom versorgt wird, um eine Schweißraupe auf einem Werkstück (110, 112) in einer Schweißregion (109) zu erzeugen, und das Folgendes umfasst: eine Kamera (126), die eine Lichtsensoranordnung aufweist, die auf die Schweißregion oder auf ein Merkmal (103, 104, 106, 107, 108, 110, 111, 112 113) in der Schweißregion fokussiert ist, wobei die Kamera auf Belichtungsinitiierungs-Steuersignale anspricht, um die Lichtsensoranordnung mit Lichtenergie zu bestrahlen, das von der Schweißregion oder einem Merkmal in der Schweißregion ausgesendet oder reflektiert wird, um eine Reihe von Rohbildern (204', 304', 404', 504', 1004', 1224') der Schweißregion oder des Merkmals in der Schweißregion zu erzeugen, und eine Sichtsystemsteuereinheit (124), die die Belichtungsinitiierungs-Steuersignale an die Kamera an einem zuvor festgelegten Auslösepunkt auf einer zyklischen Energiewellenform generiert.Welding vision and control system ( 100 ) for an arc welding system ( 102 ), wherein the arc welding system by a cyclic energy waveform ( 136 . 202 . 302 . 402 . 502 . 1002 . 1202 ) from a welding power supply ( 122 ) is supplied to a welding bead on a workpiece ( 110 . 112 ) in a welding region ( 109 ), and comprising: a camera ( 126 ) having a light sensor arrangement which is directed to the welding region or to a feature ( 103 . 104 . 106 . 107 . 108 . 110 . 111 . 112 113 ) in the weld region, the camera being responsive to exposure initiation control signals for irradiating the light sensor assembly with light energy emitted or reflected from the weld region or feature in the weld region to form a series of raw images (Fig. 204 ' . 304 ' . 404 ' . 504 ' . 1004 ' . 1224 ' ) of the weld region or feature in the weld region, and a vision system controller ( 124 ) which generates the exposure initiation control signals to the camera at a predetermined trigger point on a cyclic energy waveform. Schweißsicht- und -steuerungssystem nach Anspruch 1, das einen Sensor für elektrische Eigenschaften (123) enthält, der eine elektrische Eigenschaft (V, I) in der zyklischen Energiewellenform detektiert, und wobei die Sichtsystemsteuereinheit einen Belichtungsinitiierungsschwellenwert (228, 238, 428, 528, 1231) in der zyklischen Energiewellenform detektiert und in Reaktion darauf die Belichtungsinitiierungs-Steuersignale an die Kamera generiert.A welding vision and control system according to claim 1, including an electrical property sensor ( 123 ), which detects an electrical property (V, I) in the cyclic energy waveform, and wherein the vision system controller sets an exposure initiation threshold ( 228 . 238 . 428 . 528 . 1231 ) is detected in the cyclic energy waveform and in response generates the exposure initiation control signals to the camera. Schweiß- und Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die Schweißstromversorgung die Belichtungsinitiierungs-Steuersignale an die Kamera synchron mit einem zuvor festgelegten Auslösepunkt auf der zyklischen Energiewellenform generiert.The welding and control system of claim 1, wherein the welding power supply generates the exposure initiation control signals to the camera in synchronism with a predetermined trip point on the cyclic energy waveform. Schweißsicht- und -steuerungssystem nach Anspruch 2, wobei die Kamera die Lichtsensoranordnung mit Lichtenergie, die von der Schweißregion oder einem Merkmal in der Schweißregion ausgesendet oder reflektiert wird, über einen Belichtungszeitraum (204, 304, 404, 504, 1224) bei einer Phase der zyklischen Energiewellenform bestrahlt.The welding vision and control system of claim 2, wherein the camera exposes the light sensor array to light energy emitted or reflected from the weld region or feature in the weld region over an exposure period (FIG. 204 . 304 . 404 . 504 . 1224 ) at a phase of the cyclic energy waveform. Schweißsicht- und -steuerungssystem nach Anspruch 4, wobei die Sichtsystemsteuereinheit die Belichtungsinitiierungs-Steuersignale an die Kamera an zuvor festgelegten Zeitverzögerungen generiert, nachdem detektiert wurde, wann die elektrische Eigenschaft (V, I) in der zyklischen Energiewellenform mit dem Belichtungsinitiierungsschwellenwert übereinstimmt. The welding vision and control system of claim 4, wherein the vision system controller generates the exposure initiation control signals to the camera at predetermined time delays after detecting when the electrical characteristic (V, I) in the cyclic energy waveform matches the exposure initiation threshold. Schweißsicht- und -steuerungssystem nach Anspruch 2, wobei die Kamera auf Belichtungsbeendigungs-Steuersignale anspricht, um Belichtungszeiträume zu beenden, während denen die Lichtsensoranordnung mit der Lichtenergie bestrahlt wird, die von der Schweißregion oder einem Merkmal in der Schweißregion ausgesendet oder reflektiert wird.The welding vision and control system of claim 2, wherein the camera is responsive to exposure termination control signals to terminate exposure periods during which the light sensor assembly is irradiated with the light energy emitted or reflected from the weld region or feature in the weld region. Schweißsicht- und -steuerungssystem nach Anspruch 6, wobei die Sichtsystemsteuereinheit die Belichtungsbeendigungs-Steuersignale an die Kamera an zuvor festgelegten Zeitverzögerungen generiert, nachdem detektiert wurde, wann die elektrische Eigenschaft in der zyklischen Energiewellenform mit dem Belichtungsinitiierungsschwellenwert übereinstimmt.The welding vision and control system of claim 6, wherein the vision system controller generates the exposure completion control signals to the camera at predetermined time delays after detecting when the electrical characteristic in the cyclic energy waveform matches the exposure initiation threshold. Schweißsicht- und -steuerungssystem nach Anspruch 6, wobei die Sichtsystemsteuereinheit detektiert, wann die elektrische Eigenschaft in der zyklischen Energiewellenform mit Belichtungsbeendigungsschwellenwerten übereinstimmt, und in Reaktion darauf die Belichtungsbeendigungs-Steuersignale an die Kamera generiert.The welding vision and control system of claim 6, wherein the vision system controller detects when the electrical characteristic in the cyclic energy waveform matches exposure completion thresholds, and in response generates the exposure completion control signals to the camera. Schweißsicht- und -steuerungssystem nach Anspruch 2, wobei die Lichtsensoranordnung einzelne Lichtsensoren umfasst, von denen jeder mit einem diskreten Teil der Lichtenergie, die von den Schweißregionen oder von dem Merkmal in der Schweißregion abgestrahlt oder reflektiert wird, während eines Belichtungszeitraum (204, 304, 404, 504, 1004, 1224) bestrahlt wird, und wobei die Kamera die Lichtsensoranordnung mit Lichtenergie, die von der Schweißregion oder einem Merkmal in der Schweißregion ausgesendet oder reflektiert wird, in einer Sequenz der Belichtungszeiträume bestrahlt, um jedes der jeweiligen Rohbilder in der Reihe der Rohbilder in einem Pixelanordnungsformat zu erzeugen, wobei jedes Pixel in dem Pixelanordnungsformat einen Pixelwert hat, der für die Lichtenergie steht, die durch einen der Lichtsensoren in der Lichtsensoranordnung während eines jeweiligen der Belichtungszeiträume absorbiert wird.The welding vision and control system of claim 2, wherein the light sensor array comprises individual light sensors, each of which is illuminated with a discrete portion of the light energy emitted or reflected from the weld regions or feature in the weld region during an exposure period (FIG. 204 . 304 . 404 . 504 . 1004 . 1224 ), and wherein the camera irradiates the light sensor array with light energy emitted or reflected from the weld region or feature in the weld region in a sequence of the exposure periods to produce each of the respective raw images in the row of raw images in a pixel array format wherein each pixel in the pixel array format has a pixel value representative of the light energy absorbed by one of the light sensors in the light sensor array during a respective one of the exposure periods. Schweißsicht- und -steuerungssystem nach Anspruch 9, wobei die Sichtsystemsteuereinheit mehrere erste der Rohbilder zu einem ersten zusammengesetzten Bild (253, 397, 476, 576, 1031, 1240) verschmilzt, indem logische Operationen ausgeführt werden, die Pixel aus den mehreren Rohbildern auswählen, die nicht-überbelichtete Pixelwerte (942, 944, 946) und nicht-unterbelichtete Pixelwerte (952, 954, 956) haben, und die ausgewählte Pixel zu dem ersten zusammengesetzten Bild verschmelzen.The welding vision and control system of claim 9, wherein the vision system controller unites a plurality of first ones of the raw images into a first composite image (Fig. 253 . 397 . 476 . 576 . 1031 . 1240 merges by performing logical operations that select pixels from the multiple raw images, the non-overexposed pixel values (FIG. 942 . 944 . 946 ) and non-underexposed pixel values ( 952 . 954 . 956 ), and merge the selected pixels into the first composite image. Schweißsicht- und -steuerungssystem nach Anspruch 10, wobei die Sichtsystemsteuereinheit zweite und anschließende mehrere der Rohbilder zu einem zweiten und anschließenden zusammengesetzten Bildern (255, 398N, 478, 578, 1032, 1260) verschmilzt, indem logische Operationen ausgeführt werden, die Pixel der zweiten und anschließenden mehreren Rohbilder auswählen, die nicht-überbelichtete Pixelwerte und nicht-unterbelichtete Pixelwerte haben, und die ausgewählte Pixel zu den zweiten und anschließenden zusammengesetzten Bildern verschmelzen.A welding vision and control system according to claim 10, wherein the vision system controller sets second and subsequent multiple of the raw images into a second and subsequent composite images ( 255 . 398N . 478 . 578 . 1032 . 1260 ) merges by performing logical operations that select pixels of the second and subsequent multiple raw images that have non-overexposed pixel values and non-underexposed pixel values, and merge the selected pixels into the second and subsequent composite images. Schweißsicht- und -steuerungssystem nach Anspruch 11, wobei die Sichtsystemsteuereinheit die ersten, zweiten und anschließenden zusammengesetzten Bilder in einer Reihe zu einer Anzeigevorrichtung (138) zur Videoanzeige auf der Anzeigevorrichtung streamt.The welding vision and control system of claim 11, wherein the vision system controller sequentially couples the first, second, and subsequent composite images to a display device (12). 138 ) streams to the video display on the display device. Schweißsicht- und -steuerungssystem nach Anspruch 12, das eine Benutzerschnittstelle (128) enthält, die mit der Sichtsystemsteuereinheit zum Eingeben von Sichtsteuerungsparametern in die Sichtsystemsteuereinheit verbunden ist.The welding vision and control system of claim 12, which includes a user interface ( 128 ) connected to the vision system controller for inputting visual control parameters to the vision system controller. Schweißsicht- und -steuerungssystem nach Anspruch 13, wobei die Sichtsystemsteuereinheit dafür programmiert ist, Eingaben von der Benutzerschnittstelle zu empfangen, um die Phase der zyklischen Energiewellenform, bei der der Belichtungszeitraum auftritt, zu ändern, und in Reaktion darauf den Belichtungsinitiierungsschwellenwert oder die Zeitverzögerung nach der Detektion des Belichtungsinitiierungsschwellenwertes in der zyklischen Energiewellenform zu ändern, um das Belichtungsinitiierungs-Steuersignal oder das Belichtungsbeendigungs-Steuersignal an die Kamera zu generieren.The weld vision and control system of claim 13, wherein the vision system controller is programmed to receive inputs from the user interface to change the phase of the cyclic energy waveform at which the exposure period occurs, and in response thereto, the exposure initiation threshold or the time delay after Change detection of the exposure initiation threshold in the cyclic energy waveform to generate the exposure initiation control signal or the exposure completion control signal to the camera. Schweißsicht- und -steuerungssystem nach Anspruch 11, wobei die Sichtsystemsteuereinheit logische Operationen ausführt, die eine Strukturerkennung oder -analyse auf die zweiten und anschließenden zusammengesetzten Bilder anwenden, um eine Abweichung von einem voreingestellten Parameter eines oder mehrerer der Merkmale in der Schweißregion zu identifizieren, und in Reaktion auf die Identifizierung der Abweichung ein oder mehrere Signale an die Schweißstromversorgung ausgibt, um einen Parameter der zyklischen Energiewellenform in einer Weise zu modifizieren, welche die Abweichung korrigiert.The weld vision and control system of claim 11, wherein the vision system controller performs logical operations that apply structure recognition or analysis to the second and subsequent composite images to identify a deviation from a preset parameter of one or more of the features in the weld region, and in response to the identification of the deviation outputs one or more signals to the welding power supply to modify a parameter of the cyclic energy waveform in a manner that corrects the deviation. Schweißsicht- und -steuerungssystem nach Anspruch 11, wobei die Sichtsystemsteuereinheit logische Operationen ausführt, die eine Strukturerkennung oder -analyse auf die zweiten und anschließenden zusammengesetzten Bilder anwenden, um eine Abweichung von einem voreingestellten Parameter eines oder mehrerer der Merkmale in der Schweißregion zu identifizieren, und in Reaktion auf die Identifizierung der Abweichung ein oder mehrere Signale an eine Robotersystemsteuereinheit ausgibt, um einen physischen Parameter des Lichtbogenschweißsystems (102) in einer Weise zu modifizieren, welche die Abweichung korrigiert.The weld vision and control system of claim 11, wherein the vision system controller performs logical operations that apply structure recognition or analysis to the second and subsequent composite images to identify a deviation from a preset parameter of one or more of the features in the weld region, and in response to the identification of the deviation, outputs one or more signals to a robotic system controller to determine a physical parameter of the robot Arc welding system ( 102 ) in a manner that corrects the deviation. Schweißsicht- und -steuerungssystem nach Anspruch 11, wobei die Sichtsystemsteuereinheit logische Operationen ausführt, die eine Strukturerkennung oder -analyse auf die zweiten und anschließenden zusammengesetzten Bilder anwenden, um eine Abweichung von einem voreingestellten Parameter eines oder mehrerer der Merkmale in der Schweißregion zu identifizieren, und in Reaktion auf die Identifizierung der Abweichung ein oder mehrere Alarm- oder Mitteilungssignale an die Anzeigevorrichtung oder ein Alarm- oder Mitteilungssystem ausgibt, das die Abweichung identifiziert.The weld vision and control system of claim 11, wherein the vision system controller performs logical operations that apply structure recognition or analysis to the second and subsequent composite images to identify a deviation from a preset parameter of one or more of the features in the weld region, and in response to the identification of the deviation, issue one or more alarm or notification signals to the display device or an alarm or notification system that identifies the deviation. Schweißsicht- und -steuerungssystem nach Anspruch 2, wobei die Kamera eine Abdunkelungsscheibe (130) enthält, die dynamische eine Lichtdurchlässigkeit in Reaktion auf ein Durchlässigkeitssteuersignal justiert.A welding vision and control system according to claim 2, wherein the camera is a dimming disc ( 130 ) which adjusts dynamic light transmission in response to a transmission control signal. Schweißsicht- und -steuerungssystem nach Anspruch 18, wobei die Sichtsystemsteuereinheit das Durchlässigkeitssteuersignal an die Kamera-Abdunkelungsscheibe generiert.The welding vision and control system of claim 18, wherein the vision system controller generates the transmission control signal to the camera dimming disk. Schweißsicht- und -steuerungssystem nach Anspruch 19, wobei die Sichtsystemsteuereinheit das Durchlässigkeitssteuersignal als ein Negativ der zyklischen Energiewellenform generiert.The weld vision and control system of claim 19, wherein the vision system controller generates the transmission control signal as a negative of the cyclic energy waveform. Schweißsicht- und -steuerungssystem nach Anspruch 2, wobei die Lichtsensoranordnung eine einstellbare Empfindlichkeit für Lichtenergie besitzt, die durch ein Empfindlichkeitssteuersignal gesteuert werden kann, das durch die Sichtsystemsteuereinheit generiert wird.The welding vision and control system of claim 2, wherein the light sensor assembly has an adjustable sensitivity to light energy that can be controlled by a sensitivity control signal generated by the vision system controller. Schweißsicht- und -steuerungssystem nach Anspruch 2, wobei die Kamera eine einstellbare Blende besitzt, die durch ein Blendensteuersignal gesteuert werden kann, das durch die Sichtsystemsteuereinheit generiert wird.The welding vision and control system of claim 2, wherein the camera has an adjustable aperture that can be controlled by an aperture control signal generated by the vision system controller. Verfahren zum Erzeugen einer Reihe von Rohbildern (204', 304', 404', 504', 1004, 1224') einer Schweißregion (109) oder eines Merkmals (103, 104, 106, 107, 108, 110, 111, 112 113) in der Schweißregion während eines Schweißprozesses, der durch eine zyklische Energiewellenform (136, 202, 302, 402, 502, 1202) mit Strom versorgt wird, in der eine elektrische Eigenschaft (V, I) zyklisch variiert, und das Folgendes umfasst: Fokussieren einer Kamera (126) auf die Schweißregion oder auf das Merkmal in der Schweißregion, und Auslösen der Kamera, um eine Lichtsensoranordnung in der Kamera mit Lichtenergie, die von der Schweißregion oder dem Merkmal in der Schweißregion abgestrahlt oder reflektiert wird, über eine Sequenz von Belichtungszeiträumen (204, 304, 404, 504, 1004, 1224) zu belichten, um die Rohbilder der Schweißregion oder des Merkmals in der Schweißregion in zuvor festgelegten Phasen der zyklischen Energiewellenform zu erzeugen.Method for generating a series of raw images ( 204 ' . 304 ' . 404 ' . 504 ' . 1004 . 1224 ' ) a welding region ( 109 ) or a feature ( 103 . 104 . 106 . 107 . 108 . 110 . 111 . 112 113 ) in the welding region during a welding process that is characterized by a cyclic energy waveform ( 136 . 202 . 302 . 402 . 502 . 1202 ), in which an electrical characteristic (V, I) varies cyclically, and comprising: focusing a camera ( 126 to the weld region or feature in the weld region, and triggering the camera to project a light sensor assembly in the camera with light energy emitted or reflected from the weld region or feature in the weld region over a sequence of exposure periods (FIG. 204 . 304 . 404 . 504 . 1004 . 1224 ) to generate the raw images of the weld region or feature in the weld region in predetermined phases of the cyclic energy waveform. Verfahren nach Anspruch 23, das enthält, die Kamera auszulösen, um die Lichtsensoranordnung in der Kamera mit der Lichtenergie, die von der Schweißregion oder dem Merkmal in der Schweißregion abgestrahlt oder reflektiert wird, über die Sequenz von Belichtungszeiträumen zu bestrahlen, um die Rohbilder der Schweißregion oder des Merkmals in der Schweißregion bei den zuvor festgelegten Phasen der zyklischen Energiewellenform in Reaktion auf die Detektion eines zuvor festgelegten Belichtungsinitiierungsschwellenwertes der elektrischen Eigenschaft in der zyklischen Energiewellenform zu erzeugen.The method of claim 23, including triggering the camera to irradiate the light sensor array in the camera with the light energy radiated or reflected from the weld region or feature in the weld region over the sequence of exposure periods around the raw images of the weld region or the feature in the weld region at the predetermined phases of the cyclic energy waveform in response to the detection of a predetermined exposure initiation threshold of the electrical property in the cyclic energy waveform. Verfahren nach Anspruch 23, das enthält, die Kamera auszulösen, um die Lichtsensoranordnung in der Kamera mit der Lichtenergie, die von der Schweißregion oder dem Merkmal in der Schweißregion abgestrahlt oder reflektiert wird, an zuvor festgelegten Zeitverzögerungen nach der Detektion des Belichtungsinitiierungsschwellenwertes der elektrischen Eigenschaft in der zyklischen Energiewellenform zu bestrahlen.The method of claim 23, including triggering the camera to detect the light sensor array in the camera with the light energy radiated or reflected from the weld region or feature in the weld region at predetermined time delays after detection of the electrical property exposure initiation threshold to irradiate the cyclic energy waveform. Verfahren nach Anspruch 23, das enthält, verschiedene Initiierungs-Schwellenwerte für einige der Belichtungszeiträume bereitzustellen, um die Bestrahlung der Lichtsensoranordnung in der Kamera mit der Lichtenergie, die von der Schweißregion oder dem Merkmal in der Schweißregion abgestrahlt oder reflektiert wird, bei den verschiedenen Phasen der zyklische Schweißstromwellenform zu initiieren.The method of claim 23, including providing different initiation thresholds for some of the exposure periods to control irradiation of the light sensor array in the camera with the light energy radiated or reflected from the weld region or feature in the weld region at the various phases of the light initiate cyclic welding current waveform. Verfahren nach Anspruch 23, das enthält, einige der Belichtungszeiträume mit einer anderen Dauer bereitzustellen als andere der Belichtungszeiträume, um die Lichtsensoranordnung mit der Lichtenergie, die von der Schweißregion oder dem Merkmal in der Schweißregion abgestrahlt oder reflektiert wird, über andere Phasen der zyklischen Energiewellenform zu bestrahlen.The method of claim 23, including providing some of the exposure periods with a different duration than other of the exposure periods to, to the light sensor assembly with the light energy radiated or reflected from the weld region or feature in the weld region over other phases of the cyclic energy waveform irradiate. Verfahren nach Anspruch 23, das enthält, die Kamera auszulösen, um die Bildbelichtungszeiträume an zuvor festgelegten Zeitverzögerungen nach der Detektion des Belichtungsinitiierungsschwellenwertes der elektrischen Eigenschaft in der zyklischen Energiewellenform zu beenden.The method of claim 23, including triggering the camera to complete the image exposure periods at predetermined time delays after detection of the electrical property exposure initiation threshold in the cyclic energy waveform. Verfahren nach Anspruch 23, das enthält, die Kamera auszulösen, um die Bildbelichtungszeiträume in Reaktion auf die Detektion zuvor festgelegter Belichtungsbeendigungsschwellenwerte der elektrischen Eigenschaft in der zyklischen Energiewellenform für die jeweiligen Bildbelichtungszeiträume zu beenden.The method of claim 23, including triggering the camera to time the image exposure periods in response to the detection of predetermined exposure completion thresholds of the electrical property in the cyclic End energy waveform for the respective image exposure periods. Verfahren zum Erzeugen eines Rohbildes (204', 304', 404', 504', 1224') einer Schweißregion (109) oder eines Merkmals (103, 104, 106, 107, 108, 110, 111, 112 113) in der Schweißregion während eines Schweißprozesses, der durch eine zyklische Energiewellenform (136, 202, 302, 402, 502, 1202) mit Strom versorgt wird, in der eine elektrische Eigenschaft (V, I) zyklisch variiert, und das Folgendes umfasst: Fokussieren einer Kamera (126) auf die Schweißregion oder auf das Merkmal in der Schweißregion, wobei die Kamera auf ein Belichtungsinitiierungs-Steuersignal zum Initiieren der Belichtung einer Lichtsensoranordnung in der Kamera mit Lichtenergie, die von der Schweißregion oder dem Merkmal in der Schweißregion abgestrahlt oder reflektiert wird, über einen Belichtungszeitraum (204, 304, 404, 504, 1004, 1224) anspricht, um das Rohbild der Schweißregion oder des Merkmals in der Schweißregion zu erzeugen; Detektieren eines Belichtungsinitiierungsschwellenwertes (228, 238, 428, 528, 1004, 1231) der elektrischen Eigenschaft in der zyklischen Energiewellenform; und Generieren des Belichtungsinitiierungs-Steuersignals in Reaktion auf die Detektion des Belichtungsinitiierungsschwellenwertes der elektrischen Eigenschaft in der zyklischen Energiewellenform.Method for generating a raw image ( 204 ' . 304 ' . 404 ' . 504 ' . 1224 ' ) a welding region ( 109 ) or a feature ( 103 . 104 . 106 . 107 . 108 . 110 . 111 . 112 113 ) in the welding region during a welding process that is characterized by a cyclic energy waveform ( 136 . 202 . 302 . 402 . 502 . 1202 ), in which an electrical characteristic (V, I) varies cyclically, and comprising: focusing a camera ( 126 to the weld region or feature in the weld region, the camera being responsive to an exposure initiation control signal for initiating exposure of a light sensor array in the camera to light energy emitted or reflected from the weld region or feature in the weld region over an exposure period ( 204 . 304 . 404 . 504 . 1004 . 1224 ) to generate the raw image of the weld region or feature in the weld region; Detecting an exposure initiation threshold ( 228 . 238 . 428 . 528 . 1004 . 1231 ) of the electrical property in the cyclic energy waveform; and generating the exposure initiation control signal in response to the detection of the exposure initiation threshold of the electrical property in the cyclic energy waveform. Verfahren nach Anspruch 30, das enthält, das Belichtungsinitiierungs-Steuersignal an einer zuvor festgelegten Zeitverzögerung nach der Detektion des Initiierungs-Schwellenwertes in der zyklischen Energiewellenform zu generieren.The method of claim 30, including generating the exposure initiation control signal at a predetermined time delay after detection of the initiation threshold in the cyclic energy waveform. Verfahren nach Anspruch 30, wobei die Kamera auf ein Belichtungsbeendigungs-Steuersignal anspricht, um die Bestrahlung einer Lichtsensoranordnung in der Kamera mit Lichtenergie, die von der Schweißregion oder dem Merkmal in der Schweißregion abgestrahlt oder reflektiert wird, zu beenden.The method of claim 30, wherein the camera is responsive to an exposure completion control signal for terminating irradiation of a light sensor array in the camera with light energy radiated or reflected from the weld region or feature in the weld region. Verfahren nach Anspruch 32, das enthält, einen Belichtungsbeendigungsschwellenwert der elektrischen Eigenschaft in der Schweißstromwellenform zu detektieren und das Belichtungsbeendigungssignal an die Kamera in Reaktion auf die Detektion des Belichtungsbeendigungsschwellenwertes in der zyklischen Energiewellenform zu generieren, um die Bestrahlung der Lichtsensoranordnung in der Kamera mit Lichtenergie, die von der Schweißregion oder dem Merkmal in der Schweißregion abgestrahlt oder reflektiert wird, zu beenden.The method of claim 32, including detecting an exposure completion threshold of the electrical property in the welding current waveform and generating the exposure completion signal to the camera in response to the detection of the exposure termination threshold in the cyclic energy waveform to control the irradiation of the light sensor assembly in the camera with light energy is emitted or reflected from the welding region or feature in the welding region. Verfahren nach Anspruch 32, das enthält, das Belichtungsbeendigungs-Steuersignal an einer zuvor festgelegten Zeitverzögerung nach der Detektion des Belichtungsinitiierungsschwellenwertes der elektrischen Eigenschaft in der zyklischen Energiewellenform zu generieren.The method of claim 32, including generating the exposure termination control signal at a predetermined time delay after detection of the electrical property exposure initiation threshold in the cyclic energy waveform. Verfahren zum Betrachten eines bestimmten Merkmals (103, 104, 106, 107, 108, 110, 111, 112 113) in einer Schweißregion (109) während eines Schweißprozesses, der durch eine zyklische Energiewellenform (136, 202, 302, 402, 502, 1202) mit Strom versorgt wird, in der eine elektrische Eigenschaft (V, I) zyklisch variiert, und das Folgendes umfasst: Fokussieren einer Kamera (126) auf die Schweißregion, wobei die Kamera auf Belichtungsinitiierungs-Steuersignale zum Initiieren der Bestrahlung einer Lichtsensoranordnung in der Kamera mit Lichtenergie, die von dem Merkmal in der Schweißregion abgestrahlt oder reflektiert wird, über eine Sequenz von Belichtungszeiträumen (204, 304, 404, 1004, 1224) anspricht, Generieren der Belichtungsinitiierungs-Steuersignale zum Bestrahlen der Lichtsensoranordnung mit Lichtenergie, die von der Schweißregion abgestrahlt oder reflektiert wird, während der Zeiträume bei einer ersten Phase der zyklischen Energiewellenform zum Erzeugen einer Reihe von zusammengesetzten Bildern (255, 398, 478, 578, 1032, 1260) aus der Sequenz von Belichtungszeiträumen, Streamen der Reihe von zusammengesetzten Bildern (255, 398, 478, 578, 1032, 1260) des Merkmals an eine Anzeigevorrichtung für eine Videoanzeige von Merkmalen in der Schweißregion, so wie die Merkmale während der ersten Phase der zyklischen Energiewellenform existieren; und Ändern der Belichtungszeiträume so, dass sie in anderen Phasen der zyklischen Energiewellenform erfolgen, bis die Belichtungszeiträume in einer Phase erfolgen, in denen das bestimmte Merkmal existiert, so dass das bestimmte Merkmal in der Reihe von zusammengesetzten Bildern (255, 398, 478, 578, 1032, 1260) auf der Videoanzeigevorrichtung (140) gezeigt wird.Method for viewing a specific feature ( 103 . 104 . 106 . 107 . 108 . 110 . 111 . 112 113 ) in a welding region ( 109 ) during a welding process that is characterized by a cyclic energy waveform ( 136 . 202 . 302 . 402 . 502 . 1202 ), in which an electrical characteristic (V, I) varies cyclically, and comprising: focusing a camera ( 126 ) to the weld region, the camera being exposed to exposure initiation control signals for initiating irradiation of a light sensor array in the camera with light energy radiated or reflected from the feature in the weld region over a sequence of exposure periods (Fig. 204 . 304 . 404 . 1004 . 1224 ), generating the exposure initiation control signals for irradiating the light sensor array with light energy emitted or reflected from the weld region during the periods of a first phase of the cyclic energy waveform to produce a series of composite images ( 255 . 398 . 478 . 578 . 1032 . 1260 ) from the sequence of exposure periods, streaming the series of composite images ( 255 . 398 . 478 . 578 . 1032 . 1260 ) the feature to a display device for a video display of features in the weld region as the features exist during the first phase of the cyclic energy waveform; and changing the exposure periods to occur in other phases of the cyclic energy waveform until the exposure periods occur in a phase in which the particular feature exists, such that the particular feature in the series of composite images (FIG. 255 . 398 . 478 . 578 . 1032 . 1260 ) on the video display device ( 140 ) will be shown. Verfahren zum Generieren eines Videos eines Schweißprozesses aus einer Reihe von zusammengesetzten Bildern (255, 398, 478, 578, 1032, 1260), die durch eine Kamera (126) erzeugt werden, und das Folgendes umfasst: Anwenden mehrerer Betriebsparameter für einen ersten Betriebsmodus einer Videokamera (126) zum Generieren mehrerer Sätze von Einzelbildern (204', 304', 404', 504', 1224') des Schweißprozesses, Verwenden einer Wellenform, die durch ein Lichtbogenschweißgerät, das den Schweißprozess ausführt, erzeugt wurde, zum Synchronisieren der mehreren Sätze von Einzelbildern mit dem Schweißprozess durch: Bereitstellen erster Auslöseimpulse an einem ersten Satz von Positionen (228, 352, 428, 528, 1217) auf der Wellenform in Reaktion auf die Betriebsparameter, die dafür verwendet werden, den Verschluss der Kamera so zu öffnen, dass jedes der Einzelbilder in jedem Satz der Sätze von Einzelbildern ein entsprechendes Bild in anderen Sätzen der Einzelbilder hat, das im Wesentlichen an derselben Position auf den Wellenformen ausgelöst wurde, Erzeugen zweiter Auslöseimpulse an einem zweiten Satz von Positionen (230, 354, 430, 530, 1217) auf der Wellenform in Reaktion auf die Betriebsparameter, die dafür verwendet werden, den Verschluss der Kamera so zu schließen, dass jedes der Einzelbilder in jedem Satz der Sätze von Einzelbildern ein entsprechendes Bild in anderen Sätzen der Einzelbilder hat, das im Wesentlichen den gleichen Belichtungszeitraum hat, Erzeugen der Reihe der kombinierten Bilder aus den mehreren Sätze von Einzelbildern durch Kombinieren der Einzelbilder in den Sätzen von Einzelbildern, um die kombinierten Bilder zu erzeugen, Generieren des Videos des Schweißprozesses aus der Reihe der kombinierten Bilder, Analysieren des Videos des Schweißprozesses zum Bereitstellen einer Analyse des Schweißprozesses, und Modifizieren des Schweißprozesses in Reaktion auf die Analyse.Method for generating a video of a welding process from a series of composite images ( 255 . 398 . 478 . 578 . 1032 . 1260 ) through a camera ( 126 ), and comprising: applying a plurality of operating parameters to a first operating mode of a video camera ( 126 ) for generating multiple sets of frames ( 204 ' . 304 ' . 404 ' . 504 ' . 1224 ' ) of the welding process, using a waveform generated by an arc welder performing the welding process to synchronize the plurality of sets of frames with the welding process by: providing first trigger pulses at a first set of positions (FIG. 228 . 352 . 428 . 528 . 1217 ) on the waveform in response to the Operating parameters used to open the shutter of the camera such that each of the frames in each set of frames of frames has a corresponding frame in other sets of frames fired at substantially the same position on the waveforms, producing second Triggering impulses at a second set of positions ( 230 . 354 . 430 . 530 . 1217 ) on the waveform in response to the operating parameters used to close the shutter of the camera so that each of the frames in each set of sets of frames has a corresponding image in other sets of frames, the substantially same exposure period has, generating the series of the combined images from the plurality of sets of frames by combining the frames in the sets of frames to produce the combined images, generating the video of the welding process from the series of the combined images, analyzing the video of the welding process to provide an analysis of the welding process, and modifying the welding process in response to the analysis. Verfahren nach Anspruch 36, wobei der Prozess zum Erzeugen erster Auslöseimpulse das Erzeugen erster Auslöseimpulse umfasst, die im Wesentlichen an der gleichen Position auf der Wellenform für alle Einzelbilder stattfinden.The method of claim 36, wherein the process of generating first trigger pulses comprises generating first trigger pulses that occur substantially at the same position on the waveform for all frames. Verfahren nach Anspruch 36, wobei der Prozess zum Erzeugen erster Auslöseimpulse das Erzeugen erster Auslöseimpulse umfasst, die an verschiedenen Positionen auf der Wellenform innerhalb jedes der Sätze von Einzelbildern stattfinden.The method of claim 36, wherein the process of generating first trigger pulses comprises generating first trigger pulses that occur at different positions on the waveform within each of the sets of frames. Verfahren nach Anspruch 37, wobei der Prozess zum Erzeugen zweiter Auslöseimpulse das Erzeugen zweiter Auslöseimpulse umfasst, die an im Wesentlichen der gleichen Position auf der Wellenform für alle Einzelbilder stattfinden.The method of claim 37, wherein the process of generating second trigger pulses comprises generating second trigger pulses that occur at substantially the same position on the waveform for all frames. Verfahren nach Anspruch 38, wobei der Prozess zum Erzeugen zweiter Auslöseimpulse das Erzeugen zweiter Auslöseimpulse umfasst, die an im Wesentlichen der gleichen Position auf der Wellenform für alle Einzelbilder stattfinden.The method of claim 38, wherein the process of generating second trigger pulses comprises generating second trigger pulses that occur at substantially the same position on the waveform for all frames. Verfahren nach Anspruch 37, wobei der Prozess zum Erzeugen zweiter Auslöseimpulse das Erzeugen zweiter Auslöseimpulse umfasst, die an verschiedenen Positionen auf der Wellenform innerhalb jedes der Sätze von Einzelbildern stattfinden.The method of claim 37, wherein the second trigger pulse generation process comprises generating second trigger pulses that occur at different positions on the waveform within each of the sets of frames. Verfahren nach Anspruch 38, wobei der Prozess zum Erzeugen zweiter Auslöseimpulse das Erzeugen zweiter Auslöseimpulse umfasst, die an verschiedenen Positionen auf der Wellenform innerhalb jedes der Sätze von Einzelbildern stattfinden.The method of claim 38, wherein the second trigger pulse generation process comprises generating second trigger pulses that occur at different positions on the waveform within each of the sets of frames. Verfahren nach Anspruch 36, das des Weiteren das Anzeigen des Videos umfasst.The method of claim 36, further comprising displaying the video. Verfahren nach Anspruch 36, das des Weiteren das Beleuchten von Hintergrundbereichen, die den Schweißprozess umgeben, mit Lampen umfasst, so dass der Hintergrundbereich in dem Video erscheint.The method of claim 36, further comprising illuminating background areas surrounding the welding process with lamps such that the background area appears in the video. Verfahren nach Anspruch 36, wobei der Prozess zum Erzeugen erster Auslöseimpulse das Einstellen von Schwellenwerten und das Detektieren umfasst, wann die Wellenform die Schwellenwerte erreicht.The method of claim 36, wherein the process of generating first trigger pulses comprises setting thresholds and detecting when the waveform reaches the thresholds. Verfahren nach Anspruch 45, wobei der Prozess zum Erzeugen zweiter Auslöseimpulse das Einstellen von Schwellenwerten und das Detektieren umfasst, wann die Wellenform die Schwellenwerte erreicht.The method of claim 45, wherein the process of generating second trigger pulses comprises setting thresholds and detecting when the waveform reaches the thresholds. Verfahren nach Anspruch 45, wobei der Prozess zum Erzeugen zweiter Auslöseimpulse die Verwendung von Verzögerungszeiträumen umfasst, die sich ab den ersten Auslöseimpulsen erstrecken.The method of claim 45, wherein the process of generating second trigger pulses comprises using delay periods extending from the first trigger pulses. Verfahren nach Anspruch 36, das des Weiteren das Anwenden mehrerer Betriebsparameter für einen zweiten Betriebsmodus der Videokamera umfasst.The method of claim 36, further comprising applying a plurality of operating parameters to a second mode of operation of the video camera. System zum Generieren eines Videos eines Schweißprozesses, das Folgendes umfasst: ein Drahtzufuhrschweißgerät (102), das metallische Schweißstücke (110, 112) schweißt, um eine Schweißnaht (103) zu bilden, eine Schweißstromversorgung (132), die eine Stromversorgungswellenform (136) erzeugt, die in das Schweißgerät eingespeist wird, eine Kamera (126), die einen Verschluss aufweist und dafür ausgelegt ist, mehrere Sätze von Einzelbildern des Schweißprozesses zu erzeugen, eine Steuereinheit (124), die die Stromversorgungswellenform detektiert und erste Auslöseimpulse an einem ersten Satz von Positionen (228, 352, 428, 528, 1217) auf der Wellenform generiert, die dafür verwendet werden, den Verschluss der Kamera so zu öffnen, dass jedes der Einzelbilder in jedem Satz der mehreren Sätze von Einzelbildern entsprechende Bilder in den mehreren Sätzen von Einzelbildern hat, die an einer im Wesentlichen gleichen Position auf der Wellenform ausgelöst werden, und zweite Auslöseimpulse an einem zweiten Satz von Positionen (230, 354, 430, 530, 1217) auf der Wellenform generiert, die dafür verwendet werden, den Verschluss der Kamera so zu schließen, dass jedes der Einzelbilder in jedem Satz der mehreren Sätze von Einzelbildern entsprechende Bilder in den mehreren Sätzen von Einzelbildern hat, die im Wesentlichen gleiche Belichtungszeiträume (204) haben, die an der im Wesentlichen gleichen Position auf der Wellenform beginnen, wobei die Steuereinheit logische Operationen ausführt, um Einzelbilder in jedem Satz von Einzelbildern zu kombinieren, um kombinierte Bilder zu erzeugen, die zum Anzeigen und zur Analyse geeignet sind.A system for generating a video of a welding process, comprising: a wire feeding welder ( 102 ), the metallic weld pieces ( 110 . 112 ) welds to a weld ( 103 ), a welding power supply ( 132 ) having a power supply waveform ( 136 ), which is fed into the welder, a camera ( 126 ), which has a shutter and is adapted to generate a plurality of sets of frames of the welding process, a control unit ( 124 ) which detects the power supply waveform and first trip pulses at a first set of positions (FIG. 228 . 352 . 428 . 528 . 1217 ) are generated on the waveform used to open the shutter of the camera such that each of the frames in each set of the plurality of sets of frames has corresponding images in the plurality of sets of frames that are at a substantially same position on the frame Waveform and second trigger pulses at a second set of positions ( 230 . 354 . 430 . 530 . 1217 ) are generated on the waveform used to close the shutter of the camera so that each of the frames in each set of the plurality of sets of frames has corresponding images in the plural sets of frames that are substantially the same Exposure periods ( 204 ) which begin at substantially the same position on the waveform, the controller performs logical operations to combine frames in each set of frames to produce combined images suitable for display and analysis. System nach Anspruch 49, wobei die Steuereinheit die ersten Auslöseimpulse so generiert, dass der erste Satz von Positionen auf der Wellenform in jedem Satz von Einzelbildern im Wesentlichen die gleichen sind.The system of claim 49, wherein the controller generates the first trigger pulses such that the first set of positions on the waveform in each set of frames are substantially the same. System nach Anspruch 49, wobei die Steuereinheit die ersten Auslöseimpulse so generiert, dass mindestens einige des ersten Satzes von Positionen auf der Wellenform in jedem Satz von Einzelbildern verschieden sind.The system of claim 49, wherein the controller generates the first trigger pulses such that at least some of the first set of locations on the waveform are different in each set of frames. System nach Anspruch 50, wobei die Steuereinheit die zweiten Auslöseimpulse so generiert, dass der zweite Satz von Positionen auf der Wellenform in jedem Satz von Einzelbildern im Wesentlichen die gleichen sind.The system of claim 50, wherein the control unit generates the second trigger pulses such that the second set of positions on the waveform in each set of frames are substantially the same. System nach Anspruch 50, wobei die Steuereinheit die zweiten Auslöseimpulse so generiert, dass mindestens einige des zweiten Satzes von Positionen auf der Wellenform in jedem Satz von Einzelbildern verschieden sind.The system of claim 50, wherein the control unit generates the second trigger pulses such that at least some of the second set of locations on the waveform are different in each set of frames. System nach Anspruch 51, wobei die Steuereinheit die zweiten Auslöseimpulse so generiert, dass mindestens einige des zweiten Satzes von Positionen auf der Wellenform in jedem Satz von Einzelbildern verschieden sind.The system of claim 51, wherein the controller generates the second trigger pulses such that at least some of the second set of locations on the waveform are different in each set of frames. System nach Anspruch 49, das des Weiteren eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen der kombinierten Bilder umfasst.The system of claim 49, further comprising a display device for displaying the combined images. System nach Anspruch 49, das des Weiteren Lampen umfasst, die Schweißstücke so beleuchten, dass die Schweißstücke in den kombinierten Bildern zu sehen sind.The system of claim 49, further comprising lamps that illuminate welds so that the welds are seen in the combined images. System nach Anspruch 49, wobei die Steuereinheit die Stromversorgungswellenform detektiert und die ersten Auslöseimpulse durch Vergleichen eines Schwellenwertes mit der Stromversorgungswellenform generiert.The system of claim 49, wherein the control unit detects the power supply waveform and generates the first trip pulses by comparing a threshold value with the power supply waveform. System nach Anspruch 49, das des Weiteren mehrere Schieberegister umfasst, die Pixel aus mehreren Pixelströmen für jedes Bild in jedem Satz der mehreren Sätze von Einzelbildern temporal ausrichten.The system of claim 49, further comprising a plurality of shift registers that temporally align pixels of a plurality of pixel streams for each image in each set of the plurality of sets of frames. System nach Anspruch 49, wobei die Steuereinheit mehrere Komparatoren umfasst, die Pixel für das kombinierte Bild auf der Basis eines Beleuchtungswertes des Pixels auswählen.The system of claim 49, wherein the control unit comprises a plurality of comparators that select pixels for the combined image based on an illumination value of the pixel.
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