Dobór elementów wizyjnego systemu monitorowania procesu spawania

• Autorzy: Fidali M. , Bzymek A. , Jamrozik W. , Czupryński A. , Timofiejczuk A.

Warianty tytułu

EN

Selection of components of a vision monitoring system for welding process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Obserwacje wizyjne stają się coraz bardziej powszechnym sposobem kontroli i nadzorowania procesów produkcyjnych i zjawisk w nich zachodzących. Jedną z możliwości zastosowania systemu wizyjnego jest kontrola procesu spawania i wykonywanych połączeń. W artykule przedstawiono wskazówki i zalecenia dotyczące wyboru i konfiguracji systemu wizyjnego przeznaczonego do kontroli procesu spawania i połączeń spawanych. Informacje zawarte w artykule wynikają z doświadczeń zdobytych przez autorów w trakcie opracowywania systemu wizyjnej kontroli spawania.

EN

Visual observation are becoming more and more common way of control and supervision of industrial processes and phenomena related to them. One of possibilities of vision system application is control of a welding process and welded joints. In the paper there are presented hints and recommendations dealing with selection of a configuration of the vision system for control of a welding process and welded joints. A system for monitoring welding process elaborated by the authors is also described and discussed. The welding process can be observed both in a range of infrared as well as in visual electromagnetic waves. The vision system consists of elements realizing image generation, acquisition, processing, and analysis. In more sophisticated systems the last stage of their operation is image recognition. Recently, the observation of welding processes with use of vision systems is a subject of great interests of numerous companies and research centers. There are commercial and experimental solutions of these systems. During the process usually the size and location of a weld pool, geometry of the welded joint as well as the quality of the joint can be evaluated. An on-line system basing on the analysis results of the above enumerated elements of the welding process makes it possible to control the process parameters. The authors have elaborated a system consisting f a TV and infrared camera. The system allows observing MIG/MAG welding process. The authors' experience shows that a correct configuration of the vision system has fundamental influence on the recorded data.

Słowa kluczowe

PL

termografia w podczerwieni; proces spawania; obraz; kamera

EN

infrared thermography; welding process; vision monitoring; image; camera

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 58, nr 1
• Strony: 63--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 57 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Fidali M.

autor

Bzymek A.

autor

Jamrozik W.

autor

Czupryński A.

autor

Timofiejczuk A.

• Politechnika Śląska, Konarskiego 18a, 44-100 Gliwice,

Bibliografia

• [1] iShot® Weld-i Automated Weld Viewer System http://www.remotevisionsource.com/ z dnia 2011.03.07.
• [2] Noruk J., Boillot J. P.: Laser Vision Technology Ensures Six Sigma-level Quality is Achieved in Robotic Welding. Canadian Welding Association Journal. Summer 2006.
• [3] Al-Karawi, J.; Schmidt, J.: Application of Infrared Thermography to the analysis of Welding processes. 7th International Conference on Quantitative Infrared Thermography, Belgium, July 5-8, 2004, H.9.1-H.9.6.
• [4] Lucas W., Smith J., Balfor C., Bertaso D., Melton G.: Wizyjna kontrola rozmiaru jeziorka spawalniczego w czasie rzeczywistym, Przegląd Spawalnictwa nr 1/2009 (81), pp. 11-16.
• [5] Kim J. S., Son Y. T., Cho H. S., Koh K. II.: A robust method for vision-based seam tracking in robotic arc welding, Proceedings of the IEEE International Symposium on Intelligent Control 1995.
• [6] Smith J. S., Balfour C.: Real time top-face vision based control of weld pool size, An international journal Industrial robot, No. 32/2/2005.
• [7] Balfour C., Smith J. S., Amin-Nejad S.: Feature correlation for weld image-processing applications, International Journal of Production Research 2004, vol. 42, no. 5, pp. 975-995.
• [8] Cook, G. E.; Barnett, R. J.; Andersen, K.; Springfield, J. F.; Strauss, A. M.: Automated visual inspection and interpretation system for weld quality evaluation, Industry Applications Con-ference, 1995. Thirtieth IAS Annual Meeting, IAS’95, Conference Record of the 1995 IEEE, vol. 2, pp. 1809-1816, vol. 2, 8-12 Oct 1995.
• [9] Rong-Ho Lin, Fisher G. W.: An on-line arc welding quality monitor and process control system Industrial Automation and Control: Emerging Technologies, 1995., International IEEE/IAS Conference.
• [10] Govardhan S. M., Wikle H. C., Nagarajan C., Chin B. A.: Real-Time Welding Process Control Using Infrared Sensing, Proceedings of the American Control Conference, Seatle: 1995, pp. 1712-1716.
• [11] Yamamoto M., Kaneko Y., Fujii K., and others.: Adaptive Control of Pulsed MiG Welding Using Image Processing System, IEEE, 1988.
• [12] Lanzetta M., Santochi M., Tantussi G.: On-line control of robotized Gas Metal Arc Welding. CIRP Annals - Manufacturing Technology, Volume 50, Issue 1, 2001, Pages 13-16.
• [13] Węglowski M. S.: Investigation on the arc light spectrum in GTA welding, Manufacturing Engineering, vol. 20, 2007, pp. 519-522.
• [14] Pilarczyk A.: Wizualna rejestracja łuku spawalniczego z równoczesną rejestracją parametrów prądowo-napięciowych procesu spawania MIG/MAG. XVI Naukowo -Techniczna Krajowa Konferencja Spawalnicza „postęp, innowacje i wymagania jakościowe procesów spajania” Międzyzdroje 25-27.05.2010.
• [15] Czajewski W.: Automatyczne rozpoznawanie i śledzenie spawów przez robota przemysłowego z wykorzystaniem analizy obrazów PAK 7-8/2002.
• [16] Nowacki J., Wypych A.: Ocena cyklu cieplnego napawania stali 13CrMo4-5 nadstopem inconel 625 metodą termowizyjną. Przegląd Spawalnictwa 12/2007, s. 3-7.
• [17] Fidali M., Bzymek A., Timofiejczuk A., Czupryński A., Jamrozik W.: Ocena stanu procesu spawania na podstawie analizy obrazów wizyjnych i termowizyjnych. Biuletyn Instytutu Spawalnictwa 2/2009.
• [18] Bzymek A., Fidali M., Jamrozik W., Timofiejczuk A.: Diagnostic vision system for welded joint and welding process assessment Problemy Eksploatacji 4/2008.
• [19] Bzymek. A, Timofiejczuk A.: Estimation of welding process stability based on image analysis and recognition. Diagnostyka 4(52)/2009, s. 41-44.
• [20] Klimpel A.: Spawanie, zgrzewanie i cięcie metali. Technologie, Wydawnictwo Naukowo - Techniczne, Warszawa 1999.
• [21] Manabu T., Kenji W., Shinichi T., Kazuhiro N., Eri Y., Kei Y., Keiichi S.: Visualizations of 2D Temperature Distribution of Molten Metal in Arc Welding Process, Transactions of JWRI, vol. 38, 2009, pp. 1-4.
• [22] Sliwinskij A. M., Gajewskij O. A., Korszjenko E. A., Zworykij K. O.: Paramjetry rasprjedjeljenija znacjenij diamjetra kapjel eljektrodnowo mjetałła, Fiziko-chimiczni procjesi, zwarjuwalni matjeriałi, Kijów, 1996 s. 145-148.
• [23] Kim Y. S., Eagar T. W.: Analysis of Metal Transfer in Gas Metal Arc Welding, Welding Journal, June, 1993, s. 279-288.
• [24] Subramaniam S., White D. R.: Effect of Shield Gas Com-position on Surface Tension of Steel Droplets in a Gas-Metal-Arc Welding Arc, Metallurgical and Materials Transactions B, Volume 32B, April, 2001, s. 313-318.
• [25] Luksa K., Węglowski M.: Badania widma promieniowania świetlnego łuku spawalniczego metody GTA. Biuletyn Instytutu Spawalnictwa, 2004, nr 2, s. 51-55.
• [26] Marzec S., Janosik E.: Wpływ promieniowania łuku spawalniczego na organizm spawacza. Biuletyn Spawalnictwa, 1995, nr 6, s. 33-37.
• [27] Huang R., Liu L., and Song G.: Infrared temperature measurement and interference analysis of magnesium alloys in hybrid laser-TIG welding process. Materials Science and Engineering: A, vol. 447, Feb. 2007, pp. 239-243.
• [28] Litwiller D.: CCD vs. CMOS: Facts and Fiction, Photonics Spectra, January 2001.
• [29] http://www.visionresearch.com/Products/High-Speed-Cameras/v710/
• [30] http://www.theimagingsource.com z dnia 11.04.2011
• [31] http://www.photonfocus.com z dnia 11.04.2011
• [32] http://www.dalsa.com z dnia 11.04.2011
• [33] EMVA Standard 1288 Standard for Characterization of Image Sensors and Cameras Release 3.0 November 29, 2010 Issued by European Machine Vision Association www.emva.org
• [34] http://www.fen-net.de/walter.preiss/e/slomoinf.html
• [35] The Imaging & Visioan Hadndbook, SIS Stemmer Imaging Services, Germany 2010.
• [36] Renier E., Suzeau P., Truchetet F., Geveaux P.: Spatial and thermal measurements using Thermography CCD during HF Soldering of metallic tubes, Industrial Electronics Society, 1998. IECON’98. Proceedings of the 24th Annual Conference of the IEEE, 1998, pp. 1699-1702.
• [37] Beersiek J.: New Aspects of Monitoring with a CMOS camera for Laser Materials Processing. Published at ICALEO’02.
• [38] Wilson A.: CMOS camera checks automotive laser welds, Vision System Design, Issue June 2004, Automotive Inspection, pp. 35-39.
• [39] Madura H.: Pomiary termowizyjne w praktyce. Praca zbiorowa. Agencja wydawnicza PAK, Warszawa 2004.
• [40] Charakteristics and use of infrared detectors. Technical Information. Hamamatsu.
• [41] http://www.flir.com z dnia 05.04.2011
• [42] http://www.infratec.de z dnia 05.04.2011
• [43] http://www.irPOD.net z dnia 11.04.2011
• [44] Camilleri D., Gray T., and Comlekci T.: Use of Thermography to Calibrate Fusion Welding Procedures in Virtual Fabrication Applications, Procedings of Inframation 2004.
• [45] www.militaryinfrared.com/SFOV_Lens_Systems.html z dnia 11.04.2011
• [46] http://www.accuteoptical.com z dnia 11.04.2011
• [47] http://www.tiffen.com z dnia 11.04.2011
• [48] PN-EN 169 „Ochrona indywidualna oczu. Filtry spawalnicze i filtry dla technik pokrewnych. Wymagania dotyczące współczynnika przepuszczania i zalecane stosowania”.
• [49] http://www.cavitar.com/en/page.tmpl?sivu_id=10 z dnia 11.04.2011
• [50] http://computer.howstuffworks.com/pci-express.htm z dnia 11.04.2011
• [51] http://compreviews.about.com/od/storage/l/aaRAIDPa-ge1.htm z dnia 11.04.2011
• [52] http://www.ni.com/vision/vbai.htm z dnia 11.04.2011
• [53] http://www.microscan.com/en-us/Products/Barcode-Software-and-Connectivity/ESP-Easy-Setup-Program-Software.aspx z dnia 11.04.2011
• [54] http://www.matrox.com z dnia 11.04.2011
• [55] Bicknell A., Smith J. S., Lucas J.: Infrared sensor for top face monitoring of weld pools, Measurement Science and Technology, vol. 5 (4), 1994, pp. 371-378.
• [56] Mathieu A., Mattei S., Deschamps A., Martin B., Grevey D.: Temperature control in laser brazing of a steel/aluminium assembly using thermographic measurements, NDT & E International, vol. 39, Jun. 2006, pp. 272-276.
• [57] http://www.baslerweb.com z dnia 11.04.2011