[发明专利]用于识别焊缝处的缺陷部位的缺陷探测系统

说明书

本发明涉及一种自动缺陷探测系统，用于自动识别和评价焊缝处的缺陷部位，如例如可应用于焊接机器人。此外，本发明还涉及用于运行这种系统的方法。

尽管通常利用外部光学识别系统来自动检测焊缝质量，但是由外部计算机系统对用于识别缺陷的信息进行评价(auswerten)，由此带来与之相关的高时间耗费。例如通过串行接口、现场总线、设备网络或者模式式以及数字式输入输出单元将对缺陷识别和评估重要的信息传输给用于识别缺陷的计算机系统(也称作评价设备)。为了使检测系统与评价设备进行通信，需要特定协议，所述特定协议可以针对分别所使用的检测系统和机器人系统被匹配。

在利用传统光学识别系统对关于焊缝质量的信息进行处理时，用于评估焊缝质量的监控速度对于许多应用经常太小或者扫描精度太粗糙，由此无法执行对焊缝的实时监控。

利用当前所运用的缺陷探测和评价系统不能将所确定的关于焊缝质量的信息直接用来例如控制机器人系统的焊接装置来自动地并且因此在最短的时间内对缺陷原因作出反应。

以所述缺点为出发点，本发明所基于的任务在于，阐述一种用来识别和评价焊缝故障部位的自动缺陷探测系统，所述自动缺陷探测系统缩短用于检测和评价缺陷部位的持续时间，由此能够对焊缝质量进行实时监控，并且缩短对缺陷原因作出反应的时间耗费。

根据本发明，该任务可通过具有在权利要求1中所述的特征的上述类型的自动缺陷探测系统加以解决。本发明系统的有利扩展方案、改进方案以及用于实施该系统的方法在其它权利要求中和说明中予以阐述。

用于识别和评价焊缝处的缺陷部位的本发明缺陷探测系统具有安装于加工设备的移动装置上的扫描装置，其中可通过移动装置使扫描装置在至少一个要检查的焊缝上方移动。

加工设备优选地是机床、机器人或者机器人系统、尤其是焊接机器人系统。

根据本发明，设置扫描装置用来以可预先设定的频率对焊缝进行扫描，其中一方面可以使扫描装置在要检查的焊缝上方移动，或者另一方面也可以使焊缝相对于扫描装置移动。在此，每次扫描均与时间信号相关。利用时间信号来检测对至少一个有缺陷部位的扫描部位进行扫描的时刻。

由移动装置的控制单元提供对扫描时刻进行表征的时间信号以及对移动装置的速度特性曲线进行表征的信号。

扫描装置与分析模块相连，所述分析模块根据通过扫描所获取的扫描信号来识别和存储缺陷部位的坐标。

分析模块与定位模块共同发挥作用，所述定位模块根据对在扫描期间移动装置的速度特性曲线的评价、根据给有缺陷部位的扫描部位所分配的时间信号以及由分析模块所提供的缺陷部位坐标来确定焊缝内缺陷部位的空间布置、例如焊缝的高度、宽度和长度。

分析模块和定位模块构成集成于数据处理设备中的图像处理软件。

在本发明的有利扩展方案中规定，可通过多次扫描来检测缺陷，用以确定缺陷部位的延伸。

图像处理软件与加工设备的控制单元相连，该控制单元对所确定的缺陷部位空间布置进行进一步处理并且将其例如用于控制机器人臂，用以对焊缝进行修补。

通过使借助于分析和定位模块所执行的缺陷检测和评价与加工设备的控制单元相关联，可以借助位于控制单元中的应用程序软件以有利的方式自动地进一步处理关于缺陷部位的信息，用以在实时条件下对缺陷原因自动作出反应，并且例如执行对焊缝的修理。

在本发明的另一有利扩展方案中，集成于数据处理设备中的分析模块和定位模块通过标准化XML(可扩展标记语言)接口与加工设备的控制单元通信。

可以从权利要求13中得出进一步解决该任务所利用的方法。在此，使安装于加工设备的移动装置上的扫描装置以所定义的速度在至少一个要检查的焊缝上方移动，其中利用扫描装置以可预先设定的频率对焊缝进行扫描，并且使每次扫描与所分配的时间信号相联系。因此，利用时间信号来检测对至少一个有缺陷部位的扫描部位进行扫描的时刻。

根据通过扫描所获取的扫描信号，利用分析模块来确定和存储缺陷部位的坐标。

通过对在扫描期间移动装置的速度特性曲线、给有缺陷部分的扫描部位所分配的时间信号、以及由分析模块所提供的缺陷部位坐标进行评价，利用定位模块来确定焊缝缺陷部位的空间布置。

自动地将所确定的缺陷部位空间布置实时地传输给加工设备的控制单元用于进一步处理。

提供给控制单元应用程序软件的关于所识别的缺陷部位的信息、尤其是其在要检查的焊缝上的空间延伸和布置，可以使控制单元在最短的时间内对加工单元的移动过程作出反应。