Bibliographic Metadata

Title
Schweißnahtdetektion und Verfolgung mittels Ultraschall
Additional Titles
Weld detection and tracking with ultrasound
AuthorLai, Dominik
Thesis advisorSandtner, Heimo
Published2018
Date of SubmissionAugust 2018
LanguageGerman
Document typeBachelor Thesis
Keywords (DE)ABB-Roboter / Schweißnahtabtastung / Schweißnahtdetektion / Schweißnahtüberprüfung / Sensortechnik / Ultraschall / Ultraschallabtastung
Keywords (EN)ABB Robots / weld seam tracking / weld seam detection / weld inspection / sensor engineering / ultrasound / ultrasonic scanning
Restriction-Information
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Classification
Abstract (German)

Diese Arbeit befasst sich mit der Frage, ob und wie weit ein Ultraschallsensor für die Detektion einer Schweißnaht geeignet ist. Außerdem ist dabei festzustellen, welche Aussage über die diversen Schweißnahteigenschaften (Breite, Höhe, Durchgängigkeit, Qualität etc.) getroffen werden kann.

Zu diesem Zweck soll eine automatische Abtastung und Verfolgung über ein vorhandenes Robotersystem erzielt werden. Dazu wurden die Grundlagen der Problemstellung in Bezug auf Sensortechnik und Robotertechnik beschrieben. Eine Erhebung an infrage kommenden Ultraschallsensoren wurde durchgeführt. Auf Basis eines für diese Anwendung entwickelten Bewertungssystems wurde ein geeigneter Sensor bestimmt. Dieser Sensor wurde anschließend auf seine Funktion getestet und in das zur Verfügung stehende Robotersystem integriert. Über die digitale Schnittstelle des Roboters wurde eine erfolgreiche Kommunikation erreicht und das gesamte System anschließend getestet. Zur Abtastung bzw. Detektion wurden zwei Methoden entwickelt. Mit den entsprechenden Programmen konnte eine vollautomatische Detektion der Schweißnaht des Versuchsobjekts erzielt und diese anschließend verfolgt werden. Über die erstellten Positionsdaten ist die Form und Position der Schweißnaht erkennbar. Eine Aussage über die Schweißnahtqualität ist jedoch nur bedingt möglich.

Der Ultraschallsensor ist somit für diese Anwendung grundsätzlich einsetzbar. Er bietet jedoch keine besonderen Vorteile gegenüber anderer Sensorarten und kann aufgrund bestimmter Probleme für eine reale Anwendung nicht empfohlen werden.

Abstract (English)

This thesis deals with the question if and how far an ultrasonic sensor is suitable for the detection of a weld. In addition, it must be ascertained which various weld seam properties (width, height, continuity, quality, etc.) can be determined with such a sensor.

For this purpose, an automatic scanning and tracking by employing an existing robot system should be achieved. The basics of this problem in regard to sensor technology and robotics were described. A survey of possible ultrasonic sensors was done. On the basis of an evaluation system developed for this application, a suitable sensor was determined. This sensor was then tested for its function and integrated into the available robot system. Successful communication was achieved via the digital interface of the robot and the entire system was subsequently tested. For scanning and detection two methods were developed. With the corresponding programs, a fully automatic detection of the weld seam of the test object could be achieved and subsequently followed. The shape and position of the weld seam can be seen from the position data generated. A statement on the weld seam quality is, however, only possible to a limited extent.

The ultrasonic sensor can therefore be used for this application. However, it offers no particular advantages over other sensor types and can’t be recommended for real use due to certain problems.