Mit dem Einsatz von Sensoren an Schweißrobotern und -anlagen werden folgende Ziele verfolgt: Erfassung der Lage- und Formabweichungen der Fügestellen, Reduzierung des Programmieraufwands für die Schweißbahnen und Anpassung der Schweißparameter an Veränderungen der Bauteile und der Schweißposition. Die wichtigste Aufgabe besteht zunächst in der exakten Verfolgung der zu verschweißenden Fuge. Die Anwendung von Sensorik zur Schweißautomatisierung im Bereich des Schiffbaus stellt sich im Vergleich zur übrigen metallverarbeitetenden Industrie besonders problematisch dar. Bekannte Automatisierungsansätze, wie z.B. der Einsatz von Knickarmrobotern in der Autoindustrie) sind wegen der großen Abmessungen, der wesentlich größeren Toleranzen und der baustellenorientierten Einzelstückfertigung nicht anwendbar. Beschreibung eines Lichtbogensensors für das Schweißen von Schiffskörpern. Als Meßgröße wird der stark mit dem Brennerabstand korrelierende Schweißstrom herangezogen. Große Schwierigkeiten bereitet die Stochastik des Schweißprozesses, so daß digitale Filteralgorithmen zur Selektierung geeigneter Lichtbogenphasen entwickelt werden mußten. Wird der Zusammenhang zwischen Brennerabstand und Stromstärke untersucht, so ergibt sich eine Änderung von ca. 1,5 bis 2 % Stromänderung pro 1 mm Abstandsänderung. Durch den Einsatz von Methoden der Bildverarbeitung kann der Effekt verstärkt werden. Damit ist eine stabile Datenbais für eine genaue Seiten- und Höhenführung des Schweißbrenners in der Fuge gegeben. Untersuchungen zum Einsatz einer low-cost-Zeilenkamera zeigen die Möglichkeit, aus dem durch die Eigenbeleuchtung mit dem Lichtbogen charakteristischen Grauwertprofil quer zur Fuge wesentliche ihrer Kenngrößen zu bestimmen. Werden optische CMOS-Empfänger mit logarithmisch erweitertem Dynamikumfang als Kamerachips eingesetzt, so ist der Einsatz von Kameras beim offenen Lichtbogen ohne optische Filter möglich. Beschreibung eines CMOS-Kamera-Systems, das sich durch hohe Robustheit gegenüber der Lichtintensität des Lichtbogens, kleine Bauform und geringe Kosten auszeichnet. Weiterhin werden erste Ergebnisse zur Nutzung einer biokularen stereooptischen Anordnung der entwickelten CMOS-Kamera gezeigt.
Ein Beitrag zur Fugenverfolgung und -geometriebestimmung mit prozessinterner Sensorik und optischen CMOS-Detektoranordnungen beim Metall-Schutzgas-Schweißen
2001
156 Seiten, Bilder, Tabellen, 118 Quellen
Theses
German
Automatisierung , Formabweichung , Fuge (Spalt) , Lagebestimmung , Laserlicht , Lichtbogenschweißen , optischer Sensor , Pendeln , Positionierung , Programmierung , Schiffbau , Schutzgasschweißen , Schweißgeschwindigkeit , Schweißparameter , Schweißroboter , Schweißstrom , Sensor , Verzug (Verformung)
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