DE2646838C3 - Vorrichtung zum automatischen Regeln von Systemen auf die Mitte von Schweißspalten, Schweißfugen oder Schweißnah tuberhohungen - Google Patents
Vorrichtung zum automatischen Regeln von Systemen auf die Mitte von Schweißspalten, Schweißfugen oder Schweißnah tuberhohungenInfo
- Publication number
- DE2646838C3 DE2646838C3 DE2646838A DE2646838A DE2646838C3 DE 2646838 C3 DE2646838 C3 DE 2646838C3 DE 2646838 A DE2646838 A DE 2646838A DE 2646838 A DE2646838 A DE 2646838A DE 2646838 C3 DE2646838 C3 DE 2646838C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- weld
- center
- welding
- weld seam
- systems
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
- B23K9/127—Means for tracking lines during arc welding or cutting
- B23K9/1272—Geometry oriented, e.g. beam optical trading
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q35/00—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
- B23Q35/04—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually using a feeler or the like travelling along the outline of the pattern, model or drawing; Feelers, patterns, or models therefor
- B23Q35/08—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work
- B23Q35/12—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means
- B23Q35/127—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using non-mechanical sensing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Geometry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem gattungsbildenden Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist ein Verfahren bekannt (Aufsatz von: The welding institute, 1975, »A technical survey of seam
tracking methods in welding«, Seiten 111-114), bei dem
die Werkstückoberfläche mit einem Elektronenstrahl senkrecht zum Schweißspalt abgetastet und die Zahl der
entstehenden Sekundärelektronen in Abhängigkeit vom Weg zur Nachbildung des Schweißspaltes auf einem
Oszillographen benutzt wird. Die Lage des dabei entstehenden Minimums wird als Mittensignal benutzt.
Abgesehen davon, daß dieses Verfahren nur für einen ganz speziellen Anwendungsfall, nämlich für das
Elektronenstrahlschweißen, anwendbar ist, hat es noch folgende Nachteile:
In Abhängigkeit von der Fugen- oder Spaltgeometrie ergeben sich ein oder mehrere Minima (ζ. Β. bei einer
Schweißfuge mit Heftnaht), so daß kein eindeutiges Mittensignal gebildet werden kann. Geometrische
Unebenheiten neben der Schweißfuge können zu ähnlichen Signalen führen wie die Fuge, so daß keine
eindeutige, automatische Auswertung möglich ist.
Weiterhin ist eine Vorrichtung (DE-AS 22 08 863) bekannt, die mit Hilfe der Laufzeitauswertung eines
emittierten, reflektierten und wieder empfangenen Signals den momentanen Abstand einer oszillierenden
Sonde von einer reflektierenden Oberfläche mißt und so die Position einer vorliegenden Schweißnahtüberhöhung
erfaßt Aus dem differenzierten Verlauf der Abstandskurve soll u.a. die Nahtmitte errechnet und
mittels einer Nachführungssteuerung ein Gerät 2ur Werkstoffbearbeitung oder -prüfung auf der Nahtmitte
nachgeführt werden.
Diese Vorrichtung hat verschiedene Nachteile.
Sie ist nicht geeignet zur Auffindung von Schweißspalten oder -fugen, da an diesen »Unstetigkeitsstellen« keine Signalreflektion erfolgt Bei Schweißnahtüberhöhungen sind die reflektierten Signale so diffus, daß der differenzierte Signalverlauf häufig keine eindeutige Aussage über den Beginn der Schweißnahtüberhöhungen zuläßt Desweiteren können geometrische Unebenheiten neben dar Naht (Schweißspritzer, Laufspuren) ähnliche Signale erzeugen wie an einer Schweißnahtüberhöhung und so zu einer fehlerhaften Auswertung der Signale führen, was zwangsläufig eine Betriebsunterbrechung zur Folge hat
Sie ist nicht geeignet zur Auffindung von Schweißspalten oder -fugen, da an diesen »Unstetigkeitsstellen« keine Signalreflektion erfolgt Bei Schweißnahtüberhöhungen sind die reflektierten Signale so diffus, daß der differenzierte Signalverlauf häufig keine eindeutige Aussage über den Beginn der Schweißnahtüberhöhungen zuläßt Desweiteren können geometrische Unebenheiten neben dar Naht (Schweißspritzer, Laufspuren) ähnliche Signale erzeugen wie an einer Schweißnahtüberhöhung und so zu einer fehlerhaften Auswertung der Signale führen, was zwangsläufig eine Betriebsunterbrechung zur Folge hat
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum automatischen Regeln
von Systemen auf die Mitte sowohl von Schweißspalten, Schweißfugen als auch von Schweißnahtüberhöhungen
zu schaffen, bei der die von Unstetigkeiisstellen im
Verbindungsbereich zweier Werkstücke reflektierten Störsigna! 3 die automatische Regelvorrichtung nicht
beeinflussen, so daß sie eine große Betriebssicherheit aufweist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Gattung durch die
im Kennzeichen des Anspruchs 1 erfaßten Merkmale gelöst
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß unabhängig von Geometrie und Form des Schweißspaltes, der Schweißfuge
oder Schweißnahtüberhöhung, ein eindeutiges Mittensignal gebildet wird, weil die Flanken zu einer
Signalverringerung führen. Es kann darauf verzichtet werden, den komplizierten Signalverlauf über den
kritischen Unstetigkeitsstellen (z. B. Schweißfuge mit Heftnaht) bewerten zu müssen, wie es bei den zum
Stand der Technik gehörenden Vorrichtungen der Fall
Vorteilhafte weiterführende Erfindungsmerkmale sind in den Kennzeichen der Unteransprüche erfaßt.
Erfahrungsgemäß bewegt sich der gemessene zeitliche Verlauf der Schweißspalt-, Schweißfugen- oder
Schweißnahtüberhöhungsmittelpunkte (Gradient der Nahtmittenabweichung) bei einem gegebenen Schweißsystem
und gegebener Nahtformation in gewissen Grenzen.
Geometrische Störungen (z. B. Bearbeitungsspuren von der Blecheinformung) können Abweichungen der
Nahtdrift, Fugendrift vortäuschen. Derartige Störsignale werden nicht bewertet und führen daher zu
keiner Fehlsteuerung des nachzuführenden Systems, wenn die vorgegebenen Erfahrungswerte über- oder
unterschritten werden.
Das zweite weiterführende Erfindungsmerkmal ermöglicht einen Vergleich der ermittelten Nahtbreite mit
vorgegebenen Erfahrungswerten. In der Praxis entstehen punktuelle Störsignale, z. B. durch Oberflächenverschmutzung,
Schweißperlen etc. Diese könnten eine zu große Naht-, Fugen- oder Spaltbreite vortäuschen, so
daß auch der Nahtmittenwert falsch errechnet würde. Bei Über- oder Unterschreitung der max. und min.
vorgegebenen Nahtbreiten wird daher ein zu Fehlsteuerungen führender Stellbefehl verhindert und somit die
Betriebssicherheit des Systems erhöht
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung
zeigt
Fi g. 1 eine Übersicht über den Fuiktionsablauf,
F i g. 2 das Prinzip der Signalgewinnung bei Vorliegen einer Schweißfuge mit Heftnaht
Wie aus F i g. 1 ersichtlich, oszilliert ein Ultra^hallprüfkopf
1, der mechanisch starr mit einem Potentiometer 2 verbunden ist, über d^n Schweißnaht-Fugenbereich,
angetrieben von einem Motor 3, der durch eine Steuerung 4 angesteuert wird. Eine Ultraschall-Elektronik
5 besteht aus einem Ultraschall-Sender sowie einem Empfänger und einem Monitor zur Überwachung
der Signaleinbrüche an den Flanken der Fuge.
In Verbindung mit einer elektronischen Einrichtung 6 zur Erkennung der Bewegungsrichtung des Prüfkopfes
1 werden die zu den Ultraschallsignalabfällen gehörenden
elektrischen Positionssignale in Speichern 7 und 8 eingegeben, wobei eine Speichersteuerung 9 für die
richtige Verknüpfung der Signale sorgt
In einem elektronischen Rechner 10 werden die in die Speicher 7 und 8 eingegebenen Werte A und B zu
folgenden Größen verarbeitet:
i. Fugenmilte = —y
2. Fugenbreile = A-B
3. Fugenabweichungsgradient= \(—^—J
It
Der zur Regelung benötigte Fugenmktenwert — ι— wird zunächst in einen Speicher 11 eingegeben
und nur dann freigegeben, wenn die Werte (A — B) und
A + B^
(zeitlich gemessener Verlauf der Fugenmittelpunkte)
Ir
in Vergleichern 12, 13 mit ihren Grenzwerten verglichen wurden und innerhalb der vorgegebenen
Grenzen gelegen haben. Der Fugenmittenwert - ΐ wird dann in einem Soll-Istwert-Vergleicher 14
mit dem Sollwert 16 der Mittenlage eines nachzuführenden Schweißkopfes 15 verglichen.
Im Falle einer Differenz führt diese zu einem in einem Regler 17 gebildeten Stellsignal, das, verstärkt durch
einen Leistungsverstärker 18, einen Servoantrieb 19 und dieser eine Schweißkopfverstelleinrichtung 20 betätigt
In schematischer Darstellung zeigt F i g. 2 in
a) ein praktisch vorkommendes Fugenprofil mit Heftnaht,
b)c Ultraschallsignalhöhen in Abhängigkeit von den jeweiligen Bewegungsrichtungen, wobei die für die
Auswertung interessanten Bereiche hervorgehoben dargestellt sind,
d) die Gewinnung der zu den Ultraschallsignalabfällen gehörenden elektrischen Meßwerte A und B sowie
die rechnerische Ermittlung des Fugenmittenwertes A+B
und der Fugenbreite A — B.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Vorrichtung zum automatischen Regeln von Systemen auf die Mitte von Schweißspalten,
Schweißfugen oder Schweißnahtüberhöhungen, mit einer oszillierenden Sonde zur Erkennung von
Unstetigkeitsstellen in geometrisch stetigen Oberflächen, einem Positionsmesser für die Sonde und
mit einer Einrichtung zur Ermittlung der Bereichsmitte aus den Meßwerten und einer Nachführsteuerung
zur Einhaltung der Mittenlage, dadurch gekennzeichnet, daß zwei den Bewegungsrichtungen zugeordnete, durch eine Richtungserkennung
wechselweise freigegebene Speicher (7, 8) zur Positionserfassung der der jeweiligen Bewegungsrichtung
zugeordneten, eine vorgegebene Signalamplitude erstmals unterschreitende Unstetigkeitssignale
vorgesehen sind und daß aus den Speicherwerten in einer Recheneinrichtung (10) der arithmetische
Mittelwert gebildet wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der gemessene zeitliche Verlauf der Schweißspalt-, Schweißfugen- oder Schweißnahtmittelpunkte
durch eine Rechenschaltung (10) bestimmt und gemeinsam mit einem Vorgabewert einem nachgeschalteten Vergleicher (13) zugeführt
wird, der bei Überschreiten des Vorgabesignals die Bildung eines Stellbefehls unterdrückt
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Rechenwerk (10)
ein Addierer zur Differenzbildung der zwei aufeinanderfolgenden gespeicherten Werte des Positionsmessers vorhanden ist und daß dieser Differenzwert
gemeinsam mit einem Vorgabewert einem nachgeschalteten Vergleicher zugeführt wird, der bei
Abweichung vom Vorgabewert die Bildung eines Stellbefehls unterdrückt.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2646838A DE2646838C3 (de) | 1976-10-16 | 1976-10-16 | Vorrichtung zum automatischen Regeln von Systemen auf die Mitte von Schweißspalten, Schweißfugen oder Schweißnah tuberhohungen |
AR269323A AR226275A1 (es) | 1976-10-16 | 1977-09-23 | Dispositivo para la regulacion automatica de sistemas al centro de un elemento lineal estrecho constituido por un intersticio,una junta o una rebaba de soldadura |
MX170746A MX145633A (es) | 1976-10-16 | 1977-09-29 | Procedimiento y dispositivo para la regulacion automatica de sistemas en el centro de ranuras juntas o lomos para costuras en la soldadura |
GB42363/77A GB1571646A (en) | 1976-10-16 | 1977-10-12 | Method and apparatus for the automatic alignment of operational systems over the centreline of welds |
CA288,636A CA1108742A (en) | 1976-10-16 | 1977-10-13 | Method and device for automatically tracking systems to the center of weld gaps, weld joints and weld reinforcements |
IT51406/77A IT1090031B (it) | 1976-10-16 | 1977-10-13 | Procedimento e dispositivo per la regolazione automatica di sistemi sulla linea mediana di zone di saldatura |
FR7731070A FR2368078A1 (fr) | 1976-10-16 | 1977-10-14 | Procede et dispositif pour la regulation automatique d |
US06/035,329 US4298785A (en) | 1976-10-16 | 1979-05-02 | Method and device for automatically tracking systems to the center of weld gaps, weld joints and weld reinforcements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2646838A DE2646838C3 (de) | 1976-10-16 | 1976-10-16 | Vorrichtung zum automatischen Regeln von Systemen auf die Mitte von Schweißspalten, Schweißfugen oder Schweißnah tuberhohungen |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2646838A1 DE2646838A1 (de) | 1978-04-27 |
DE2646838B2 DE2646838B2 (de) | 1979-09-13 |
DE2646838C3 true DE2646838C3 (de) | 1980-06-19 |
Family
ID=5990652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2646838A Expired DE2646838C3 (de) | 1976-10-16 | 1976-10-16 | Vorrichtung zum automatischen Regeln von Systemen auf die Mitte von Schweißspalten, Schweißfugen oder Schweißnah tuberhohungen |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4298785A (de) |
AR (1) | AR226275A1 (de) |
CA (1) | CA1108742A (de) |
DE (1) | DE2646838C3 (de) |
FR (1) | FR2368078A1 (de) |
GB (1) | GB1571646A (de) |
IT (1) | IT1090031B (de) |
MX (1) | MX145633A (de) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2478507A1 (fr) * | 1980-03-18 | 1981-09-25 | Bignier Schmid Laurent | Procede et appareil de soudage avec suivi automatique du joint a souder |
US4591689A (en) * | 1985-02-25 | 1986-05-27 | Caterpillar Tractor Co. | Adaptive welding guidance apparatus |
US7094989B2 (en) * | 2004-04-12 | 2006-08-22 | Battelle Energy Alliance, Llc | Welding apparatus and methods for using ultrasonic sensing |
US8655431B2 (en) | 2011-05-31 | 2014-02-18 | Vanderbilt University | Apparatus and method for real-time imaging and monitoring of an electrosurgical procedure |
US9757038B2 (en) | 2011-05-31 | 2017-09-12 | Vanderbilt University | Optical coherence tomography probe |
CN115781094A (zh) * | 2022-11-29 | 2023-03-14 | 天津工业大学 | 一种焊缝偏差检测方法及装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2743429A (en) * | 1950-10-14 | 1956-04-24 | Electrocircuits Inc | Automatic positioning device |
US3588463A (en) * | 1969-09-08 | 1971-06-28 | United Aircraft Corp | Method and apparatus for tracking a seam |
GB1388877A (en) * | 1972-12-01 | 1975-03-26 | Inst Avtomatiki Min Priborostr | Device for controlling the movement of a welding electrode along the butt of adjacent parts being welded |
JPS5323848A (en) * | 1976-08-18 | 1978-03-04 | Hitachi Ltd | Automatic weld lineeprofiling process |
-
1976
- 1976-10-16 DE DE2646838A patent/DE2646838C3/de not_active Expired
-
1977
- 1977-09-23 AR AR269323A patent/AR226275A1/es active
- 1977-09-29 MX MX170746A patent/MX145633A/es unknown
- 1977-10-12 GB GB42363/77A patent/GB1571646A/en not_active Expired
- 1977-10-13 IT IT51406/77A patent/IT1090031B/it active
- 1977-10-13 CA CA288,636A patent/CA1108742A/en not_active Expired
- 1977-10-14 FR FR7731070A patent/FR2368078A1/fr active Granted
-
1979
- 1979-05-02 US US06/035,329 patent/US4298785A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA1108742A (en) | 1981-09-08 |
DE2646838B2 (de) | 1979-09-13 |
GB1571646A (en) | 1980-07-16 |
IT1090031B (it) | 1985-06-18 |
AR226275A1 (es) | 1982-06-30 |
US4298785A (en) | 1981-11-03 |
DE2646838A1 (de) | 1978-04-27 |
FR2368078B1 (de) | 1984-01-20 |
FR2368078A1 (fr) | 1978-05-12 |
MX145633A (es) | 1982-03-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2737055C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Nachführen eines Schweißbrenners bezüglich einer Schweißfuge mittels berührungslos arbeitendem Sensor | |
EP0211202B1 (de) | Steuerung für Koordinatenmessgeräte | |
DE69516672T2 (de) | Methode und Vorrichtung zum Führen eines fahrerlosen Fahrzeugs | |
DE102013103137B4 (de) | Normierung der Ausrichtung einer Roboter-Schweißzange | |
DE3689116T2 (de) | Industrieller roboter. | |
WO2014187720A1 (de) | Fügen eines werkstücks mit versteckter fügenaht | |
DE19615069A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Nachführen von Werkzeugen mittels Kantenverfolgung | |
EP0569694A2 (de) | Verfahren zur Messung von Formelementen auf einem Koordinatenmessgerät | |
DE102013022085A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung und Regelung der Bearbeitungsbahn bei einem Laser-Fügeprozess | |
DD158869A5 (de) | Verfahren und einrichtung fuer das folgen von schweissnaehten | |
DE4212455C2 (de) | Verfahren zur Messung von Formelementen auf einem Koordinatenmeßgerät | |
DE3234241C2 (de) | ||
DE3850487T2 (de) | Kontaktfreies profilierungsverfahren. | |
DE2646838C3 (de) | Vorrichtung zum automatischen Regeln von Systemen auf die Mitte von Schweißspalten, Schweißfugen oder Schweißnah tuberhohungen | |
DE3122970A1 (de) | Lenkeinrichtung zur steuerung der lenkung eines unbemannten fahrzeuges | |
DE3210066A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum steuern des weges eines roboters | |
DE2711660C3 (de) | Optisches Verfahren zur Schweißbahnverfolgung | |
DE2146422C3 (de) | Einrichtung zum mittigen Einstellen eines Gerätes auf die Schweißnaht endlos geschweißter Metallrohre | |
DE69514401T2 (de) | Gitterschweissroboter und Gitterschweissverfahren | |
EP0037521B1 (de) | Verfahren und Einrichtung zur automatischen Schweissbahnverfolgung | |
DE102016005592B4 (de) | Verfahren zum Laserstrahlfügen und Vorrichtung mit einer Laserstrahlenquelle zum Laserstrahlfügen | |
EP0309930B1 (de) | Verfahren zum Nachführen eines Elektronenstrahls entlang der Stossfuge zweier zu verschweissender Werkstücke beim Elektronenstrahlschweissen | |
DE2533448C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung maschineller Schweißvorgänge beim Gleichstrom-, Wechselstrom- und Impulslichtbogenschweißen unter Verwendung des Schweißlichtbogens als Sensor | |
DE102012204207B4 (de) | Verfahren zum Laserstrahlschweißen | |
EP1288756B1 (de) | Verfahren und System zum Erzeugen von Referenzdaten für eine mehrachsig bewegbare Maschine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAP | Request for examination filed | ||
OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ESTEL HOESCH WERKE AG, 4600 DORTMUND, DE |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: HOESCH WERKE AG, 4600 DORTMUND, DE |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: HOESCH AG, 4600 DORTMUND, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |