DE2902643A1

DE2902643A1 - Verfahren und anordnung zur automatischen lichtbogenschweissregelung

Info

Publication number: DE2902643A1
Application number: DE19792902643
Authority: DE
Inventors: Eiji Ashida; Satoshi Kokura; Masayasu Nihei; Akira Sato; Hiroshi Wachi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-01-25
Filing date: 1979-01-24
Publication date: 1979-07-26
Also published as: FR2415512A1; DE2902643C2; FR2415512B1; JPS6345911B2; US4280137A; GB2013373B; GB2013373A; JPS5499754A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Regelung der Lichtbogenschweißung, bei denen eine optische Einheit zur automatischen Regelung der Schweißbedingungen auf der Grundlage optischer Informationen solche Informationen aus dem Schweißbereich aufnimmt, der durch Lichtbogenschweißung geschweißt wird. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Lichtbogenschweißregelung, die es ermöglichen, zuverlässig mehrere Schweißfaktoren aufzunehmen, die den tatsächlichen Zustand des durch Lichtbogenschweißung geschweißten Schweißbereichs aufnehmen, und damit eine automatische Lichtbogenschweißung ermöglichen.

Zur Automatisierung der Lichtbogenschweißung müssen verschiedene Schweißfaktoren erfaßt werden, die den tatsächlichen Zustand des Schweißbereichs wiedergeben, beispielsweise die Form der Nut (Verbindungsgeometrie), die Stellung des Schweißbrenners bzw. der Schweißelektrode, die Form der Schweißpfütze und der Zustand des Lichtbogens, um die Schweißbedingungen,wie Schweißstrom, Lichtbogenspannung, Schweißgeschwindigkeit und Schweißdrahtvorschub auf der Basis der erfaßten Schweißfaktoren zu korrigieren und die Lichtbogenschweißeinheit entsprechend den korrigierten Schweißbedingungen zu betreiben.

Bisher wurden verschiedene mechanische, elektromagnetische, optische und andere Arten von Sensoren vorgeschlagen, um Änderungen der verschiedenen Schweißfaktoren zu erfassen. Je komplizierter jedoch der Zustand einer zu schweißenden Schweißung ist, umso schwieriger ist es für solche einfach aufgebauten Sensoren, die verschiedenen Faktoren genau zu erfassen. Daher wurden zur genauen Erfassung sehr kompliziert aufgebaute Sensoren erforderlich. Man geht daher in jüngster Zeit immer mehr dazu über, eine optische Einheit,

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beispielsweise eine Fernsehkamera,, zur Erfassung der Schweißfaktoren zu verwenden, da diese den tatsächlichen Zustand des Schweißbereichs direkt beobachtet, ohne daß für die Erfassung ein Kontakt notwendig wäre« Wenn jedoch eine optische Einheit, beispielsweise eine Fernsehkamera, zur Beobachtung des Schweißbereichs verwendet wird, besteht deshalb eine Schwierigkeit, vreil es das starke Kontrastverhältnis zwischen dem stark leuchtenden Lichtbogen und dem übrigen Bereich unmöglich macht_s ein klares Bild vom Schweißbereich zu erhalten» Ss ist daher üblich geworden, zur Unterdrückung des hohen Kontrastverhältnisse© Licht auf den Schweißbereich zu richten, um so ein zufriedenstellend klares Bild beobachten zu können= Es ist weiter bekannt. Licht auf den zu schweißenden Verbindungsbereich (Schweißbereich) zu richten^ um so die Schweißlinie auf der Basis des erfaßten Lichtkontrasts am Schweißbereich zu verfolgen.

Ein typisches Beispiel eines solchen Verfahrens ist aus der US-PS 3 532 807 bekannt= Danach werden Lichtstrahlen auf den durch Lichtbogenschweißung gerade geschweißten Schweißbereich gerichtet;, und die Form der Wut wird durch eine Fernsehkamera erfaßt und auf einem Monitor überwacht _f so daß die horizontale Stellung des Schweißbrenners auf der Basis der Information der erfaßten Hutform automatisch so geregelt werden kann, daß er sich in der Mitte der Hut befindet. Das so erhaltene Bild ist insoweit ausreichend klars als die Bedienungsperson den Zustand der Liohtbogen= schweißung beurteilen kann_s indem sie das Bild auf dem Monitor beobachtet«. Die optische Information enthält jedoch oft optische Störungen ₉ u.a. eine optische Spritζstörung, die so verarbeitet werden,, daß sich für die Regelung der Lichtbogenschweißung brauchbare elektrische Signale ergeben» Di© schlecht© Klarheit und der hohe Kontrast des Bildes führen dazu? daß keine genaue Information und eine nur itenig zuverlässige Lichtbogenschweißregelung erhalten

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werden können. Es ist daher schwierig, eine genaue Nachlaufbewegung des Schweißbrenners längs der Schweißlinie zu erzielen. Zwar ist dieses Verfahren bei I-förmigen Nuten zufriedenstellend anwendbar, weil die Nutform relativ leicht erfaßt werden kann. Schwierig ist es jedoch, andere Nutformen zu erfassen, beispielsweise die Nut einer Stoßverbindung oder V-, V- oder X-förmige Nuten. Tatsächlich ist die Regelung des Schweißbrenners bei der Lichtbogenschweißung an einer Verbindung mit so komplizierter Nutform wenig zuverlässig. Weiter machen es die schlechte Klarheit und der hohe Kontrast des angezeigten Bildes schwierig, die Schweißfaktoren zu beobachten, die die Form der Schweißpfütze und des Lichtbogens darstellen.

Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten wurde in der JA-OS 53-78721 (veröffentlicht am 12. Juli 1978) eine Fernsehkamera zum Lichtbogenschweißen vorgeschlagen. Weil das vom Schweißbereich abgestrahlte Licht einen breiten Wellenlängenbereich umfaßt, dessen unterschiedliche Wellenlängen von den Schweißfaktoren abhängig sind, beispielsweise dem Lichtbogen, der Schweißpfütze, der Nut usw., werdennach dem vorgeschlagenen Verfahren optische Filter vor einer Fernsehkamera angeordnet. Die von den Wellenlängen, die die gewünschten Schweißfaktoren von dem aus dem Schweißbereich abgestrahlten Licht umfassen, gelieferten optischen Informationen werden aufgenommen,und die gewünschten Schweißfaktoren werden auf einem Fernsehmonitor überwacht. Jedoch wird nach dem vorgeschlagenen Verfahren nur das von der Fernsehkamera aufgenommene Bild von der Bedienungsperson überwacht, die die Schweißbedingungen von Hand einstellt, indem sie den Zustand der Schweißung aus dem auf dem Monitor dargestellten Bild beurteilt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mangel und Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Insbesondere sollen ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Regelung der Lichtbogenschweißung angegeben

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werden, mit deren Hilfe es möglich ist, zur Erfassung verschiedener Schweißfaktoren, die den tatsächlichen Zustand eines durch Lichtbogenschweißung geschweißten Schweißbereichs darstellen, viele optische Informationen aufzunehmen und die Schweißbedingungen auf der Basis dieser erfaßten Schweißfaktoren automatisch zu steuern, ohne daß optische oder andere Störungen die Schweißung nachteilig beeinflussen. Ferner soll die Zuverlässigkeit des Schweißvorganges verbessert werden.

Erfindungsgemäß werden optische Teilinformationen, die durch xtfenigstens zwei Bänder unterschiedlicher Wellenlänge von unter vorbestimmten Schweißbedingungen vom Schweißbereich abgestrahlten Lichts abwechselnd von einer optischen Einrichtung geliefert werden, derart aufgenommen, daß verschiedene Schweißfaktoren, die den tatsächlichen Zustand der Schweißung wiedergeben, aus diesen optischen Teilinformationen herausgelöst werden» Die herausgelösten Schweißfaktoren, die den tatsächlichen Zustand des Schweißbereichs darstellen, werden mit den Sollwerten der den gewünschten Zustand des Schweißbereichs wiedergebenden Schweißfaktoren verglichen, und der oder die Fehler der Schweißbedingungen werden berechnet, so daß die Schweißbedingungen auf der ^c Basis des erfaßten Fehlers bzw» der erfaßten Fehler der Schweißbedingungen korrigiert werden können, so daß sich die Schweißfaktoren auf den Sollwert regeln lassen»

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele«, Es zeigen:

Fig» 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines durch Lichtbogenschweißung gerade geschweißt werdenden Schweißbereichs 5

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer typischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen automatischen Lichtbogenschweiß-Regelanordnung j

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Fig. 3 eine z.T. geschnittene Ansicht einer Ausführungsform des Filterantriebs der optischen Einrichtung der Fig. 2;

Fig. 4 im Diagramm die Spektralverteilung des verschiedene Schweißfaktoren wiedergebenden Lichts, das den tatsächlichen Zustand des gerade geschweißt werdenden Schweißbereichs darstellt;

Fig. 5A

bis 5D Zeitablaufdiagramme mit der Darstellung der zeitlichen Steuerung der Zufuhr eines Videosignals zur Videο-Verarbeitungseinrichtung der Fig. 2;

Fig. 6A

und 6B Bilder des durch die optische Einrichtung der Fig.

2 gelieferten Schweißbereichs;

Fig. 7 das Blockschaltbild der Schweiß-Regeleinrichtung und die in Fig. 2 gezeigte geregelte Schweißeinheit ;

Fig. 8 ein Fließbild der Videoverarbeitung, Schweißfaktorberechnung und Regelfolge in der Video-Verarbeitungseinrichtung der Fig. 2;

Fig. 9 das Fließdiagramm der Verarbeitungs- und Rechenfolge für die Informationen über die Form der Schweißpfütze im Verarbeitungsgerät der Fig. 1;

Fig. 10 das Bild der Schweißpfütze, das durch die von der optischen Einrichtung der Fig. 2 gelieferte, optische'Information vorgegeben wird; und

Fig. 11 das Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der optischen Einrichtung der Fig. 2.

Fig. 1 zeigt die perspektivische Ansicht eines gerade von einer Lichtbogen-Schweißeinheit geschweißt werdenden Schweißbereichs bei einem Werkstück mit I-förmiger Nut. Gemäß Fig. 1 sind zwei zusammenzuschweißende Werkstücke um einen vorbestimmten Abstand voneinander entfernt und bilden die I-förmige Nut. In der Nut zwischen den beiden Werkstücken 1 und 2 befindet sich ein Schweißbrenner 3,

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durch den ein Schweißdraht 4 vom Ende des Schweißbrenners in den Schweißbereich eingeführt und durch einen Lichtbogen 5 geschmolzen wird;, der zwischen dem Schweißdraht und den Werkstücken 1 und 2 brennt., Der Schweißbrenner 3 läßt sich in X-Richtung längs der Nut, in Y-Richtung quer zur Wut und in Z-Richtung zur Einstellung der Höhe bewegen. Der Schweißdraht 4 wird während des Schweißens kontinuierlich zugeführt. Zur automatischen Regelung der Lichtbogenschweißung müssen Änderungen der Breite der Nut, die Stellung des Schweißbrenners 3₉ die Erstreckung, die Breite der Schweißpfütze und andere Faktoren durch einen Fühler erfaßt werden, um diese Faktoren regeln zu können.

Fig» 2 zeigt das Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen automatischen Schweiß-Regelgeräts s das ein optisches Gerät 10, eine Videosignal-Verarbeitungseinrichtung 20 und eine Schweiß-Regeleinrichtung 30 umfaßt.

Die optische Einrichtung 10 umfaßt eine Fernsehkamera 11, ein Linsensystem 12., eine Filter-Dreheinrichtung 13, einen Filtermotor 14, zwei halbringförmige Filter 15 und 16₉ die auf der Filter-Dreheinrichtung 13 befestigt sind, einen Synchronisiersignalgenerator 17 und eine Motor-Speiseschaltung 18„ Das erste Filter 15 hat einen Durchlässigkeitsbereich yon beispielsweise 0_s5 bis 0_s6 pinj das zweite Filter 16 hat einen Wellenlängen-Durchlaßbereich oberhalb "beispielsweise 1_P0 pm* Dei' Synchronisier signalgenerator 17 führt der Fernsehkamera 11 ein vertikales Synchronisiersignal zu, das ebenfalls dem Motor 14 zugeführt wird, so daß dieser synchron zum vertikalen Synchronisiersignal umläuft« Das optische Gerät 10 ist vorzugsweise schräg zum Schweißbereich angeordnet, so daß ein Winkel von 40° gegenüber der Schweißrichtung besteht«

Fig„ 3 zeigt den Aufbau des Filterantriebs 13 der Fig= 2« Dieser enthält ein auf der Welle 39 des Motors 14 be-

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festigtes Zahnrad 35, ein mit diesem kämmendes und auf einer in Lagern 38 gelagerten Welle 41 befestigtes Zahnrad 40 und eine auf der Welle 41 und koaxial zum Zahnrad 40 befestigte Filterscheibe 42. Die Filterscheibe 42 trägt die Filter 15 und 16 und wird durch den Motor 14 über die Zahnräder 35 und 40 angetrieben. Das an der Fernsehkamera befestigte Linsensystem ist zwischen der Fernsehkamera 11 und der Filterscheibe 42 so angeordnet, daß es die optischen Informationen des Schweißbereichs über eine Öffnung 37 in einem Gehäuse 36, das den Motor 14, die Fernsehkamera 11 und den Filterantrieb 13 enthält, und durch eines der Filter 15 und 16 empfängt. Die Filter 15 und 16 werden abwechselnd in Filterstellung vor dem Linsensystem 12 gebracht, wenn die Filterscheibe 42 durch den Motor 14 angetrieben wird, der sich synchron zum vertikalen Synchronisiersignal dreht, das vom Synchronisiersignalgenerator 17 zugeführt wird.

Im folgenden seien nun verschiedene Schweißfaktoren diskutiert, die den tatsächlichen Zustand eines Schweißbereichs wiedergeben. Fig. 4 zeigt in einem Diagramm eine typische Spektralverteilung von Lichtwellenlängen, die verschiedene Schweißfaktoren liefern oder vorgeben, die den tatsächlichen Zustand des in Fig. 1 gezeigten Schweißbereichs darstellen, wenn die Werkstücke 1 und 2 aus Eisen bestehen. In Fig. 4 stellt die Kurve I die Spektralverteilung des vom Lichtbogen abgestrahlten Lichts und die Kurve II die des von der Schweißpfütze abgestrahlten Lichts dar. Die Nutform oder Verbindungsgeometrie wird durch einen Wellenlängenbereich von etwa 0,35 bis 0,5 /um wiedergegeben (L), die Form des Lichtbogens durch einen Wellenlängenbereich M von etwa 0,6 bis 0,7/um und die Form der Schweißpfütze durch einen Wellenlängenbereich N, der oberhalb etwa 1,0 μτα liegt. Die Form der Nut und die Stellung des Schweißbrenners können aus den Wellenlängen 'des Lichts erfaßt werden, das durch das erste

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Filter 15 hindurchtritt, die Form der Schweißpfütze kann aus den Wellenlängen des Lichts erfaßt werden, das durch das zweite Filter 16 hindurchtritt. Statt des Bandpaßfilters 15} dessen Durchlaßband zwischen 0,5 und 0,6 jam liegt, kann auch ein Tiefpaßfilter verwendet werden, dessen Durchlaßbandbreite unterhalb 0,6 Aim liegt; statt des Hochpaßfilters 16, dessen "Durchlaßband oberhalb 1,0 /um liegt, kann auch ein Bandpaßfilter mit einem Durchlaßband von etwa 1,0 bis 2,0 yum verwendet werden. Besteht das zusammenzuschweißende Metall nicht aus Eisen, so sind die Frequenzkennlinien etwas unterschiedlich von, jedoch ähnlich zu denen der Fig» 4.

Das Video-Verarbeitungsgerät 20 der Fig. 2 enthält eine Videο-Eingangsstufe, eine arithmetische Schaltung bzw. einen Rechner 22, einen Speicher 23 und eine Ausgangsstufe 24. Das Video-Ausgangssignal des optischen Geräts 10, das die optische Information darstellt, die durch das durch eines der Filter 15 und 16 hindurchtretende Licht geliefert wird, wird getastet und in ein binäres Signal umgewandelt, das dem Rechner 22 zugeführt wird. Im Rechner 22 werden die den tatsächlichen Zustand des Schweißbereichs wiedergebenden Schweißfaktoren abgesondert₉ und es wird die arithmetische Verarbeitung durchgeführt, die notwendig ist, um die zur Schweißregelung notwendigen Beträge der Schweißfaktoren zu berechnen» Diese Daten werden dann im Speicher 23 gespeichert. Dann wird infolge der Drehung des von der Motor-Speisestufe 18 gespeisten Motors 14, der synchron zum vertikalen Synchronisiersignal läuft, das vom Synchronsignalgenerator 17 geliefert wird, das Filter 15 durch das Filter 16 oder umgekehrt ersetzt« Das Video-Ausgangssignal des optischen Geräts 10 wird zu dieser Zeit ebenso der Video-Eingangsstufe 21 zugeführt und nach der arithmetischen Bearbeitung im Speicher 23 gespeichert« Nachdem die von dem durch die Filter 15 und 16 hindurchgetretenen Licht erhaltenen Daten im Speicher 23 gespei-

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chert sind, werden sie wiederum dem Rechner 22 zugeführt. Im Rechner 22 werden die aus dem durch die Filter 15 und 16 hindurchgetretenen Licht erhaltenen Daten mit den Sollwerten der Schweißfaktoren verglichen, die den gewünschten Zustand des Schweißbereichs darstellen und bereits im Speicher 23 gespeichert sind. Die Fehler-Korrektursignale zur Korrektur der Schweißbedingungen werden dann von der Ausgangsstufe 24 dem Schweiß-Regelgerät 30 zugeführt. Die Schweißbedingungen umfassen den Schweißstrom, die Lichtbogenspannung, die Schweißgeschwindigkeit, die Erstreckung und die Stellung des Schweißbrenners. Das Video-Ausgangssignal der Fernsehkamera 11 kann einem Monitor 25 zugeführt werden, so daß die Bedienungsperson den Schweißzustand-'am Monitor 25 beobachten kann.

Die Drehzahl des Filterantriebs 13 wird unter Berücksichtigung von Faktoren wie der Video-Verarbeitungszeit und dem Restbild bestimmt. Beispielsweise kann die Drehzahl so gewählt werden, daß je 1/6 s eine Drehung durchgeführt wird.

Das Video-Ausgangs signal der Fernsehkamera 11 wird der Video-Eingangs schaltung 21 folgendermaßen zugeführt. Fig. 5A bis 5D zeigen Zeitablaufdiagramme zur Erläuterung der zeitlichen Steuerung der Zufuhr der Video-Information von der Fernsehkamera 11 zur Video-Eingangsstufe 21. Fig. 5A zeigt die vom Filter 15 durchgelassene optische Information und damit ein entsprechendes Vi de ο-Ausgangs signal der Fernsehkamera 11 ; Fig. 5B zeigt die optische Information des Filters 16 und damit ein entsprechendes Video-Ausgangssignal der Fernsehkamera 11. Fig. 5C zeigt ein zum vertikalen Synchronisiersignal der Fig. 5D synchrones Steuersignal. Wie erwähnt, drehen sich der Motor 14 und damit die Filterscheibe 42 synchron zum vertikalen Synchronisiersignal. Somit werden die über die Filter 15 und 16 vom Schweißbereich erhaltenen Informationen der Fernsehkamera 11 abwechselnd zu ZeitIntervallen vorherbestimmter Periode (Fig. 5A, 5B) zugeführt, und diese Video-Ausgangs signale werden der Videο-Eingangsschaltung 21 zuge-

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führt. Das zum vertikalen Synchronisiersignal (Fig. synchrone Steuersignal (Pig= 5C) wird der Video-Eingangsschaltung 21 zugeführt, und die den optischen Ausgangsinformationen der Filter 15 und 16 entsprechenden Video-Ausgangssignale . werden abwechselnd der Video-Eingangsschaltung 21 zugeführt.

Fig. 6A und 6B zeigen die Bilder des Schweißbereichs, wie sie durch die optische Information von den Filtern 15 bzw. 16 geliefert werden. Fig. 6A zeigt das über das erste Filter

15 und Fig. 6B das über das zweite Filter 16 gelieferte Bild. Das erste Filter 15 liefert die optische Information über die Nutform und Brennerstellung, das zweite Filter 16 die optische Information über die Form der Schweißpfütze. Aus dem vom ersten Filter 15 gelieferten Bild lassen sich der Abstand T zwischen einer vertikalen Bezugslinie A und der Mittellinie C des Brennerbildes B, der Abstand ST zwischen einer horizontalen Bezugslinie D und dem Ende des Brennerbildes B₃, die Breite K des Nutbildes F und der Abstand KD zwischen vertikaler Bezugslinie A und der zugehörigen Endfläche des Nutbildes F erfassen. Aus dem vom zweiten Filter

16 gelieferten optischen Informations-Ausgangssignal lassen sich die Breite ¥ des Schweißpfützenbildes G und der Abstand WP zwischen der horizontalen Bezugslinie D und der horizontalen Mittellinie H des Schweißpfützenbildes G erfassen. Auf der Basis der vom ersten und zweiten Filter 15 bzw. gelieferten Information werden die Werte einschließlich der Höhe des unteren Endes des Schweißbrenners von der Schweißpfütze , d.h. die Erstreckung X = WP - ST _? das Verhältnis W/K zwischen Nutbreite W und Schweißpfützenbreite K, die Stellung des Schweißbrenners in der Nut, d.h. der Abstand WE = T - DK - 1/2 TF, (TW = Schweißbrennerbreite),- der den Abstand zwischen einer Nutwand und der zugehörigen Endfläche des Schweißbrenners darstellt,, die Schweißfaktoren berechnet^ die den tatsächlichen Zustand des Schweißbereichs darstellen, so daß diese Schweißfaktoren zur Schweißregelung verwendet werden können. Auf der Basis der so erhal-

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tenen Schweißfaktoren werden die Wer^e für die Korrekturen der Schweißbedingungen (Schweißstrom I, Lichtbogenspannung E, Schweißgeschwindigkeit v, Schweißbrennerstellung in Y- und Z-Richtung) berechnet, so daß sich ein Schweißstrom-Regelsignal, ein Lichtbogenspannungs-Regelsignal, ein Schweißgeschwindigkeit s-Regelsignal sowie Regelsignale für die Stellung des Schweißbrenners in Y- und Z-Richtung ergeben, die von der Ausgangsstufe 24 dem Schweiß-Regelgerät 30 zugeführt werden.

Gemäß Fig. 7 enthält das Schweiß-Regelgerät eine Schweißzustands-Regelstufe 31, eine Regelstufe 32 für die Einstellung des Schweißbrenners und eine Regelstufe. 33 für die Schweißstufe. Entsprechend den von der Ausgangsstufe 24 bereitgestellten Regelsignalen regelt die Schweißregelstufe 30 eine Schweiß-Spannungsquelle 40, Antriebsmotoren 41, 42 und 43» die den Schweißbrenner in X-, Y- und Z-Richtung antreiben, und eine Alarmlampe 44 in einem Schweißgerät 34.

Gemäß Fig. 7 enthält die Schweißzustands-Regelstufe 31 eine Schweißstrom-Regelstufe 35 und eine Lichtbogenspannungs-Regelstufe 36, die auf das Schweißstrom-Regelsignal bzw. das Lichtbogenspannungs-Regelsignal, die von der Ausgangsstufe 24 zugeführt werden, so ansprechen, daß der Schweißstrom I und die Lichtbogenspannung E von der Schweißstromquelle 40 im Schweißgerät 34 in geeigneter Weise geregelt werden.

Die Regelstufe 32 zur Einstellung des Schweißbrenners enthält eine Regelstufe 37 für den Antriebsmotor, die auf das Schweißgeschwindigkeits-Regelsignal von der Ausgangsstufe anspricht und die Drehzahl des Schweißbrenner-Antriebsmotors 41 im Schweißgerät 34 regelt, wodurch die Geschwindigkeit des Schweißbrenners in X-Richtung geregelt wird, d.h. in Richtung der Schweißlinie.

Die Schweißstufen-Regeleinheit 33 enthält zwei Motor-Regelstufen 38 und 39, die auf die Regelsignale zur Einstellung des Schweißbrenners in Y- bzw. Z-Richtung ansprechen, die

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von der Ausgangsstufe 24 zugeführt werden und durch die der Y-Antriebsmotor 42 und der Z-Antriebsmotor 43 angetrieben werden, um so die Stellung des Schweißbrenners 3 in Y- und Z-Richtung einzustellen.

Die Alarmlampe 44 wird bei Zufuhr eines Alarmsignals von der Ausgangsstufe 24 eingeschaltet, wodurch angezeigt werden soll, daß während des Schweißens ein unüblicher Zustand eingetreten ist.

Fig. 8 (8A und 8B) zeigen ein Fließdiagramm mit einem typischen Beispiel der Videο-Verarbeitung, der Schweißfaktorberechnung und Regelfolge, wie sie in dem Video-Verarbeitungsgerät 20 ausgeführt werden.

Beim Schritt 101 der Fig. 8A werden die Anfangswerte der Schweißbedingungen des Schweißgeräts 34 im Speicher 23 gesetzt, bevor das Schweißgerät 34 in Tätigkeit gesetzt wird. Im einzelnen werden die Sollwerte des Schweißstroms I, der Lichtbogenspannung E, die Schweißgeschwindigkeit v, die Erstreckung X und die Schweißbrennerbreite TW usw. extern in den Speicher 23 eingegeben und dort an vorbestimmten Adressen gespeichert. Ferner werden die Sollwerte der Schweißfaktoren, die den gewünschten Zustand des Schweißberei dis darstellen, nämlich W/K =1, T-KD- K/2 = 0 und WE> 0,3 cm, extern in den Speicher 23 eingegeben und an vorbestimmten Adressen gespeichert.

Während des Schrittes 102 werden die zulässigen Änderungsgrenzen KL der einzelnen Schweißfaktoren gesetzt. Diese zulässige Änderungsgrenze KL bestimmt die Grenze in Prozent der zulässigen Änderung des gegenwärtig erfaßten Werts des entsprechenden Schweißfaktors vom zuvor erfaßten Wert, so daß bestimmt wird, ob der Schweißvorgang fortgesetzt werden kann. Somit werden die zulässigen Änderungsgrenzen KL der Erstreckung EL = WP - ST, das Verhältnis W/K. zwisehen Nutbreite W und Breite K der Schweißpfütze, der Abstand WT = T-KD- K/2 zwischen Mittellinie der Schweißpfütze und

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Mittellinie des Schweißbrenners, und der Abstand WE = T-ED- TW/2 zwischen der Seitenwand und dem Schweißbrenner extern dem Speicher 23 zugeführt und an ihren vorbestimmten Adressen gespeichert. Ferner werden die zulässigen Grenzen des Schweißstroms I und der Lichtbogenspannung E, die durch das Leistungsvermögen der Schweißstromquelle 40 bestimmt werden, und die zulässige Grenze der Schweißgeschwindigkeit v, die durch das Leistungsvermögen des Motors 41 bestimmt wird, extern dem Speicher 23 zugeführt und an ihren vorbestimmten Adressen gespeichert.

Während des Schrittes 103 wird die Anzahl N des Auftretens ungewöhnlicher Zustände auf Null gesetzt.; dies wird ebenfalls auf einer vorbestimmten Adresse im Speicher 23 gespeichert. Wenn einer der erfaßten Werte der Schweißfaktoren EL, W/K, WT und WE seine zulässige Änderungsgrenze KL überschreitet, die während des Schrittes 102 im Speicher 23 gespeichert wurde,' so wird dies als Auftreten eines ungewöhnlichen Zustande s gezählt, und die Zählung liefert die Anzahl N ungewöhnlicher Zustände.

Nach den obigen Schritten werden das optische Gerät 10, das Video-Verarbeitungsgerät 20, das Schweiß-Regelgerät 30 und die Schweißvorrichtung 34 in Betrieb gesetzt, und die Lichtbogenschweißung wird entsprechend den während des Schrittes 101 gesetzten Anfangsbedingungen gestartet.

Während des Schrittes 104 wird die Programmfolge ^unterbrochen, um die von der Fernsehkamera 11 zugeführte Video-Information, die das Bild durch das Filter 16 aufgenommen hat, zu empfangen. Genauer, das durch das Filter 16 erhaltene Video-Signal des Schweißpfützenbildes wird von der Fernsehkamera 11 der Video-Eingangsschaltung 21 zugeführt, und zwar in zeitlicher Beziehung zu dem Steuersignal; sie wird dann in eine binäre Information umgewandelt, die als Unterbrechungssignal (interrupt signal) dem Rechner 22 zugeführt wird.

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Während des Schrittes 105 berechnet der Rechner 22 die Breite ¥ des Schweißpfützenbildes G und den Abstand WP zwischen der horizontalen Bezugslinie D und der horizontalen Mittellinie H des Schweißpfützenbildes G auf der Basis des digitalen Video-Signals der Schweißpfütze, das von der Video-Eingangsschaltung 21 zugeführt wird. Diese Daten werden im Speicher 23 gespeichert.

Während des Schrittes 106 erfolgt wiederum eine Unterbrechung zum Empfang der Video-Information von der Fernsehkamera 11, die das Bild durch das Filter 15 aufgenommen hat. Das Video-Signal des Nutbildes und des Schweißbrennerbildes, die durch das Filter 15 empfangen wurden, wird von der Fernsehkamera 11 der Videο-Eingangsschaltung 21 zugeführt, und zwar in zeitlicher Beziehung zu dem Steuersignal. Die Information wird dann schrittweise in Binärinformationen umgewandelt, die als Unterbrechungssignal dem Rechner 22 zugeführt werden.

Während des Schrittes 107 berechnet der Rechner 22 den Abstand T zwischen der vertikalen Bezugslinie A und der Mittellinie C des Schweißbrennerbildes B, den Abstand ST zwischen horizontaler Bezugslinie und dem Ende des Schweißbrennerbildes B, den Abstand KD zwischen der vertikalen Bezugslinie A und dem Nutbild F und die Breite K des Nutbildes F auf der Basis der von der Videο-Eingangsstufe 21 zugeführten digitalen Video-Information. Diese Daten werden im Speicher 23 gespeichert.

Die Schritte 106 und 107 können vor den Schritten 104 und 105 ausgeführt werden. Dies geschieht, indem die Stellung der Filter 15 und 16 auf der Filterscheibe 42 so festgelegt wird, bevor die Geräte 10, 20 und 30 in Betrieb gesetzt werden.

Während des Schrittes 108 berechnet der Rechner 22 die Erstreckung EL = WP - ST, das Verhältnis W/K zwischen Nut-

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einstimmt, d.h., ob die Beziehung T :s KD + K/2 erfüllt ist.

Ist die Beziehung T = KD + K/2 nicht erfüllt, so wird die zur Bewegung des Schweißbrenners in Y-Richtung erforderliche Bewegungsstrecke während des Schrittes 125 berechnet, die zur Erfüllung der obigen Beziehung erforderlich ist. Das Y-Stellungs-Regelsignal wird von der Ausgangsstufe 24 der Motor-Regelschaltung 38 zugeführt, um den den Schweißbrenner in Y-Richtuhg antreibenden Motor 42 anzutreiben und so die Mittellinie des Schweißbrenners auf der Mittellinie der Schweißpfütze zu positionieren.

Während des Schrittes 124 wird der während des Schrittes eingestellte Sollwert der Erstreckung b-zw. des Abstandes X aus dem Speicher 23 ausgelesen, um ihn mit der während des' Schrittes 108 berechneten Erstreckung EL zu vergleichen. Ist letzterer gleich dem ersteren, so läuft das Programm in den Schritt 126./ Ist dagegen der letztere nicht gleich dem ersteren, so läuft das Programm in den Schritt 127.

Während des Schrittes 127 wird die Bewegungsstrecke X-L berechnet, die erforderlich ist, um den Schweißbrenner in Z-Richtung zu bewegen, um die Beziehung X = EL zu erfüllen. Das Z-Stellungs-Regel signal wird von der Ausgangs stuf eJ24 der Motor-Regel schaltung 39 zugeführt, um den Z-Antriebsmotor 23 anzutreiben und damit den Wert EL auf den Sollwert X einzustellen.

•Während des Schrittes 126 wird der Sollwert von WE aus dem Speicher 23 ausgelesen, um festzustellen, ob der Abstand WE zwischen der Seitenwand der Schweißnut und dem Schweißbrenner, der während des Schrittes 108 berechnet wurde, kleiner als beispielsweise 0,3 cm ist. Ist der Abstand WE größer als 0,3 cm, so läuft das Programm in den Schritt 128. Ist dagegen der Abstand WE gleich oder kleiner als 0,3 cm, so wird festgestellt, daß die Lichtbogenschweißung nicht fortgesetzt werden kann; das Programm läuft daher in den Schritt 129.

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Während des Schrittes 129 wird von der Ausgangsstufe 24 der Alarmlampe 44 ein Alarmsignal zugeführt. Hierduch wird die Lampe 44 eingeschaltet und die Bedienungsperson von der Tatsache unterrichtet, daß ein ungewöhnlicher Zustand eingetreten ist.

Während des Schrittes 128 .stellt die Bedienungsperson fest, ob die Beendigung der Lichtbogenschweißung extern befohlen wird oder ein Endsignal von einem Materialfühler gegeben wird, der am Schweißende der zusammenzuschweißenden Werkstücke angeordnet ist. Wird die Beendigung der Lichtbogenschweißung extern vorgegeben oder das Schweiß-Beendigungssignal erzeugt, so wird die Lichtbogenschweißung beendet. Ist dies nicht der Fall, so springt das Programm zurück in den Schritt 104.

Als Beispiel der Berechnung der Schweißfaktoren W, WP, ST, T, K und KD, die den tatsächlichen Zustand des Schweißbereiclis wiedergeben, wird die arithmetische Bearbeitung der Schweißfaktoren W und WP, die die Form der Schweißpfütze bestimmen, anhand des Fließbildes der Fig. 9 beschrieben. Fig. zeigt das Bild G der Schweißpfütze, wie es durch das Video-Ausgangssignal der Fernsehkamera 11 wiedergegeben wird. Gemäß Fig. 10 wird die Schweißpfütze längs Abtastlinien x-j-j,

(Fig. 10) abgetastet. Das so erhaltene Video-Signal wird von der Fernsehkamera 11 der Video-Eingangsstufe 21 zugeführt, in der das Video-Signal getastet wird. Das heißt, jedes Raster wird in n-Tastintervallen abgetastet und nachfolgend in binäre Informationen umgewandelt. Jedes Raster wird somit in η Bildelemente oder Video-Signalteile zerlegt. Ein Video-Signalteil, dessen Helligkeit größer ist als eine vorbestimmte Helligkeit, ergibt einen Binärpegel 1, während ein Video-Signalteil mit einer Helligkeit, die unter.dem vorbestimmten Wert liegt, einen Binärpegel 0 ergibt. Die auf diese Weise in die Binärpegel 1 und 0 umgewandelten Videο-Signalteile werden aufeinanderfolgend

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Rechner 22 zugeführt und entsprechend dem in Fig. 9 gezeigten Programm verarbeitet.

Während des Schrittes 140 wird ein von der Video-Eingangsstufe 21 zugeführter binärer Video-Signalteil hinsichtlich seines Tegels mit dem Pegel des nächsten binären Video-Signalteils verglichen, bevor er im Speicher 23 gespeichert wird. Genauer, die Helligkeit &_m._m eines Bildelementes x_m._m> die zu einer Zeit m auftritt, wird verglichen mit der Helligkeit A _m+1 eines Bildelements x_m._m+1 zur Zeit m+1. Die absolute Differenz /A_m._m - ^A _m._m ^!+i/ wird im Speicher 23 als Wert des vorherigen Bildelements gespeichert. In Fig. 10 werden daher die die Kontur des Schweißpfützenbildes G begrenzenden Bildelemente im Speicher 23 mit dem Helligkeitswert 1 und die restlichen Bildelemente mit dem Helligkeitswert O gespeichert, da sich .^:- der Helligkeitspegel nur am Rand der Schweißpfütze ändert.

Während des Schrittes 141 werden die Helligkeitspegel der während des Schrittes 140 bearbeiteten Bildelemente aus dem Speicher 23 ausgelesen,und der Rechner 22 berechnet die Gesamtsumme der Helligkeitspegel der Bildelemente in horizontaler oder Zeilenrichtung, d.h., die Gesamtsumme der Helligkeitspegel der Bildelemente in jedem Raster (x^,.... χ. , '**' ^xn1 *** ^xnn^· ^3οΐη^ berechnet der Rechner 22

η η_Α

IjA-. , ..., 2 „_ , um die Helligkeitsverteilung in vertikaler λ J-m j, nm

Richtung festzustellen.

Während des Schrittes 142 werden die Linie mit der größten und die mit der nächstgrößten Spitze der Gesamtsummen der Helligkeitspegel der einzelnen Linien, die während des Schrittes 141 berechnet wurden, in P₁ bzw. P₂ codiert. Der Code P₁ kann durch m dargestellt werden, wenn P₁ beispielsweise der m-Kennlinie entspricht. Die Linien mit der größten

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und der nächstgrößten Gesamtsumme der Helligkeitspegel der Bildelemente entsprechen dem oberen und unteren Ende des Schweißpfützenbildes G.

Während des Schrittes 143 wird der Abstand WP zwischen der horizontalen Bezugslinie D und der horizontalen Mittellinie H des Schweißpfützenbildes G berechnet5 dies geschieht durch Multiplikation der Summe von P₁ und P₂ mit dem Faktor i/2„ Die horizontale Bezugslinie D entspricht in diesem Fall dem

Da C3*f"QT* f "V TT T* I XVClEJ OCL \·Λ·>] Jl 1 -Λ.Λ p J · · · J A Y\ ' "

Während des Schrittes 144 werden die während des Schrittes 14O erhaltenen Helligkeitspegel der Bildelemente aus dem Speicher 23 ausgelesen. Der Rechner 22 berechnet die Gesamtsumme der Helligkeitspegel der Bildelemente in vertikaler oder Spaltenrichtung. Somit berechnet der Rechner 22

η η

g A_mlj, ...., £A , um die Helligkeitsverteilung in Ho-

1 1

rizontalrichtung zu finden»

Während des Schrittes 145 werden die während des Schrittes 144 berechneten Spalten mit der größten und der nächstgrößten Spitze der einzelnen Spalten in Q₁ bzw. Q₂ codiert. Der Code Q. kann durch m dargestellt werden, wenn Q. beispielsweise der m-ten Spalte entspricht» Die Spalten mit der größten und der nächstgrößten Gesamtsumme der Helligkeitspegel der Bildelemente entsprechen dem rechten und linken äußeren Ende des Schweißpfützenbildes G.

Während des Schrittes 146 wird der Absolutwert /Q₁ - Q₂/ der Differenz zwischen Q. und Q₂ berechnet; dieser Wert stellt die Breite W des Schweißpfützenbildes G dar.

Die Schweißfaktoren W und WP, die die Form der Schweißpfütze darstellen3 können durch die obigen Schritte berechnet werden» Die Schritte 141 bis 143 können jedoch auch nach

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den Schritten 144 bis 146 ausgeführt werden. Die Berechnung der Form der Nut während des Schrittes 107 erfolgt in ähnlicher Weise.

Fig. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform des optischen Geräts 10, wie es in der erfindungsgemäßen automatischen Lichtbogenschweiß-Regelvorrichtung verwendet wird. Gemäß Fig. 11 ist die Fernsehkamera 11 der Fig. 2 durch mehrere Bildfühler ersetzt, beispielsweise CCD- (ladungsgekoppelte) Kameras oder bekannte Festelementkameras. Das Licht vom Schweißbereich tritt durch eine Linse 50 hindurch und wird mittels eines Spiegels 51 auf einen Umlenkspiegel 53 reflektiert, der das Licht abwechselnd auf mehrere, beispielsweise drei Bildfühler 54, 55 und 56 richtet, die je aus einer CCD-Kamera oder einer Festelementkamera bestehen. Die Bildfühler 54, 55, 56 haben jeweils unterschiedliche Spektraleigenschaften, die so gewählt sind, daß die jeweiligen Durchti-itL'sbänder die den tatsächlichen Zustand des Schweißbereichs wiedergebenden Schweißfaktoren erfassen können, u.a. des Nut- und des Schweißpfützenbildes. Beispielsweise kann das Durchlaßband der Bildfühler 54 und 55 zwischen 0,5 und 0,6um bzw. oberhalb 1,0 jum liegen. Die Neigung des Umlenkspiegels 53 wird durch einen Antriebsmotor 52 geändert, der entsprechend dem vom Synchronisiersignalgenerator 57 zugeführten Synchronisiersignal angetrieben wird.

Die Video-Signale, die die von den Bildsensoren 54, 55 und erfaßte Bildinformation der Schweißfaktoren enthalten, werden der Video-Eingangsschaltung 21 des Video-Verarbeitungsgeräts 20 zugeführt. Bei Zuleitung des Synchronisiersignals vom Synchronisiersignalgenerator 57 zur Video-Eingangsstufe 21 werden die Video-Signale aufeinanderfolgend in binäre Informationen umgewandelt. Die Art der letzteren Verarbeitung im Video-Verarbeitungsgerät 20 ist ähnlich der anhand der Ausführungsform der Fig. 2 beschriebenen. Statt der in Fig. 11

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gezeigten drei Bildfühler können auch zwei Bildfühler vorgesehen werden, so daß einer der Bildfühler das Nutbild und das Schweißbrennerbild und der andere das Schweißpfützenbild fühlt. Zur Erfassung von mehr Schweißfaktoren können auch vier oder mehr Bildfühler vorgesehen werden.

Statt zwei der Filter gemäß Fig. 2 können je nach dem Schweißverfahren auch mehr Filter mit jeweils unterschiedlichen Durchtrittsbändern verwendet werden, um weitere Schweißfaktoren auszusondern. Statt mittels einer rotierenden Scheibe können die Filter auch durch eine Parallel-Bewegungseinrichtung abwechselnd in die Filterstellung gebracht werden. Statt das Video-Signal in dem Video-Verarbeitungsgerät 20 in ein Binärsignal umzuwandeln, kann es auch "in einige zehn oder mehr unterschiedliche Pegel quantislert werden, um die relative Dichte des Bildes klarer darzustellen, so daß die für die Lichtbogenschweißregelung verwendeten Schweißfaktcran genauer berechnet werden können.

Durch die Erfindung werden also ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Lichtbogenschweißregelung zur Verfügung gestellt, bei denen mehrere Schweißzustände auf der Basis der optischen Information des Schweißbereichs automatisch geregelt werden. Die optische Information wird mittels einer optischen Einheit, beispielsweise einer Fernsehkamera, aufgenommen. Die Erfindung ermöglicht es, die den tatsächlichen Zustand des Schweißbereichs wiedergebenden Schweißfaktoren herauszulösen, ohne Infolge unstabiler Lichtstrahlung ein unklares Bild zu erzeugen, und ohne nachteilige Beeinflussung durch optische oder andere Störungen, und dies bei hoher Zuverlässigkeit. Durch die Video-Verarbeitung lassen sich viele Informationen mit hoher Zuverlässigkeit erhalten, wobei die Automatisierung des Schweißvorganges beträchtliche Arbeitsersparnisse ermöglicht.

¥eil die klaren Bilder des Schweißbereichs mit hoher Zuverlässigkeit erhalten werden können, ist die Erfindung ebenso

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anwendbar auf die Aussonderung von Schweißfaktoren, die den genauen Zustand von Nuten mit von der I-Form abweichender Form wiedergeben, so daß die Schweißfaktoren zuverlässiger als bisher geregelt werden können.

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Claims

PATENTANWÄLTE.

SCHIFF v.FÜNER STREHL SCHÜ BEL-HO PF EBBINGHAUS FINCK"

MARIAHILFPLATZ 2 & 3,'MÖNCHEN 9O ' 2 9 Ü 2 ß 4

POSTADRESSEiPOSTFACH 95 O1 6O, D-8OOO MÜNCHEN 95

PROFESSIONAL REPRESENTATIVES ALSO BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE

■ KARL LUDWIG SCHIFF

DIPL. CHEM. DR. ALEXANDER V. FONER

DIPL. ING. PETER STREHL

DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF

DIPL. ING. DIETER ESBINQHAUS

DR. ING. DIETER FINCK

TELEFON (OBS) 4SSOS4

TELEX S-23 365 AURO D

TELEGRAMME AUROMARCPAT MÜNCHEN

HITACHI, LTD. DEA-14392 ■ ■ 24. Januar 1979

Verfahren und Anordnung zur automatischen Lichtbogenschweißregelung

P a t_e_n_t_a_n_s_g_r_ü_c_h_e

. Verfahren zur automatischen Regelung der Lichtbogenschweißung, gekenn ze lehnet durch folgende Schritte:

abwechselnde Aufnahme mittels optischer Einrichtungen von optischen Informationen, die durch wenigstens zwei Bänder unterschiedlicher Wellenlängen von Licht geliefert werden, das aus einem Schweißbereich abgestrahlt wird;, der unter vorbestimmten SchweißbediTagungen mittels Lichtbogen geschweißt wird,

Absondern der den tatsächlichen Zustand des Schweißbereichs wiedergebenden Schweißfaktoren aus der optischen Information,

Vergleichen der abgesonderten Schweißfaktoren, die den tatsächlichen Zustand des Schweißbereichs wiedergeben, mit den Sollwerten der Schweißfaktoren, die den Sollzustand des Schweißbereichs wiedergeben, um den oder die Fehler der Schweißbedingungen zu berechnen, und

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Korrigieren der Schweißbedingungen auf der Basis des oder der erfaßten Fehler der Schweißbedingungen, wodurch die Schweißfaktoren auf ihre Sollwerte geregelt werden können.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η n-

z e i chne t, daß die den tatsächlichen Zustand des Schweißbereichs wiedergebenden Schweißfaktoren wenigstens die Nutform, die Stellung des Schweißbrenners, die Erstreckung, die Form der Schweißpfütze oder die Forni des Lichtbogens umfassen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geregelten Schweißbedingungen wenigstens den Schweißstrom, die Lichtbogenspannung, die Schweißgeschwindigkeit, die horizontale (Y-Achse) Stellung des Schweißbrenners oder die vertikale (Z-Achse) Stellung des Schweißbrenners umfassen.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e η n-

z e i chnet, daß die optischen Informationen zumindest durch einen ersten Wellenlängenbereich von 0,5 /um bis 0,6 pm und einen zweiten Wellenlängenbereich geliefert werden, der höher als 1,0yum liegt.

5. Anordnung zur automatischen Lichtbogenschweißregelung, gekennzeichnet

durch optische Einrichtungen (11) zur abwechselnden Aufnahme von Informationen, die durch wenigstens zwei Bänder unterschiedlicher Wellenlänge von Licht gegeben werden, das von einem Schweißbereich abgegeben wird, der von einem nach vorbestimmten Schweißbedingungen geregelten Schweißgerät geschweißt wird,

durch Einrichtungen (21) zur Aussonderung der den tatsächlichen Zustand des Schweißbereichs darstellenden Schweißfaktoren aus der von der optischen Einrichtung aufgenommenen Information,

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durch Einrichtungen (22) zum Vergleich der abgesonderten, den tatsächlichen Zustarid des Schweißbereichs darstellenden Schweißfaktoren mit den Sollwerten der den gewünschten Zustand des Schweißbereichs darstellenden Schweißfaktoren zur Berechnung des oder der Fehler der Schweißbedingungen und

durch Einrichtungen (31 <> 32, 33) zur Korrektur der Schweißbedingungen des Schweißgeräts auf der Basis des oder der erfaßten Fehler der Schweißbedingungen, wodurch die Schweißfaktoren auf ihre Sollwerte geregelt werden können»

6- Anordnung nach Anspruch 5, dadurch_ gekennzeichnet, daß die den tatsächlichen Zustand des Schweißbereichs wiedergebenden Schweißfaktoren x^enigstens die Hutform, die Stellung des Schweißbrenners, die Erstreckung, die Form der Schweißpfütze oder die Form des Lichtbogens umfassen«

ο Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichne t₅ daß die geregelten Schweißbedingungen i'/enigstens den Schweißstrom, die Lichtbogenspannung, die Schweißgeschwindigkeit j, die horizontale (Y-Achse) Stellung des Schweißbrenners oder die vertikale (Z-Achse) Stellung des Schweißbrenners umfassen=

8ο Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichn e t₉ daß die optischen Einrichtungen eine Fernsehkamera (11) und wenigstens zwei neben dem Linsensystem der Fernsehkamera angeordnete Filter (15_P 16) mit jeweils unterschiedlichen Durchlaßbändern umfassen;, wobei die beiden Filter abwechselnd synchron zur Bildtastfrequenz der Fernsehkamera in ihre Filterstellung beweglich sind, so · daß sie die optische Information des Schweißbereichs zur Fernsehkamera durch das Linsensystem Mndur ablassen»

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9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Filter (15, 16) ein Durchlaßband von 0,5 pm bis 0,6 /um bzw. höher als 1,0 pm aufweisen.

10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9» dadurch g ekennze ichnet, daß die optischen Einrichtungen eine Fernsehkamera (11) mit einem Linsensystem umfassen, wenigstens zwei angrenzend an das Linsensystem angeordnete Filter (15» 16) mit unterschiedlichen Durchlaßbändern, eine Speisestufe (18) zur Speisung eines die Filter in Drehung versetzenden Motors (14) ■ und einen Synchronsignalgenerator (17), so daß die Filter synchron mit der Bildtastfrequenz der Fernsehkamera umlaufen.

11. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Einrichtungen wenigstens zwei Bildfühlkameras (54 - 56) enthalten, sowie einen Synchronisiersignalgenerator (57) und eine Umschalteinrichtung (54) zur abwechselnden Lenkung des Lichts aus dem Schweißbereich auf die Bildfühlkameras synchron zu den vom Synchronsignalgenerator erzeugten Synchronisiersignal:, so daß die optischen Informationen des Schweißbereichs abwechselnd von den beiden Bildfühlkameras erhalten werden können.

12. Anordnung nach Anspruch H₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßbänder der beiden Bildfühlkameras zwischen 0„5 pm und O₅6 pm bzw. oberhalb 1,0 pm liegen.

13. Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch g ekennze i chnet, daß die opti-sche Umschalteinrichtung einen optischen Umsehaltspiegel (53) zur

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abwechselnden Lenkung des Lichts aus dem Schweißbereich auf die zumindest zwei Bildfühlkameras (54 -56) synchron zum Synchronisiersignal sowie einen Umschaltmotor (52) zum Antrieb des Umschaltspiegels synchron zum Synchronisiersignal enthält, wobei die Einrichtung zur Absonderung der den tatsächlichen Zustand des Schweißbereichs wiedergebenden, Schweißfaktoren die optische Information empfängt, die abwechselnd von den Bildfühlkameras synchron zum Synchronisiersignal abgegeben wird.

Beschreibung =/,

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