METHOD FOR DETECTION OF THE POSITION AND GEOMETRY OF WORK PIECE SURFACES

Abstract: To detect the position and geometry of workpiece surfaces, in particular welded joints in automatic arc welding, the workpiece surface, or preferably a section thereof, is imaged from two different viewing points on two image pick-up devices so that mutually displaced images of the workpiece surface are imaged on the two image pick-up devices, and the position and spacing of the prominent points on the workpiece surface on the two image pick-up devices are used to calculate the position of said prominent points in the spatial coordinate system of the measuring device so that the geometry of the workpiece surface and its position with respect to the observing system can then be determined from the position of all the calculated points. <IMAGE>

Description: Verfahren zum Erfassen der Position und Geometrie von Werkstückoberflächen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen der Position und Geometrie von Werkstückoberflächen, insbesondere von Nahtfugen beim automatischen Lichtbogenschweissen. Beim Einsatz von automatischen Lichtbogenschweissmaschinen ergibt sich die Problematik, dass diese Schweissmaschinen zwar sehr genau in vorgegebenen Bahnen verfahren können, die zu verschweissenden Werkstücke jedoch in den meisten Fällen nicht mit der notwendigen Genauigkeit gefertigt werden. Dies ist in vielen Fällen nicht wirtschaftlich und im Hinblick auf die notwendige Genauigkeit des Endproduktes nicht erforderlich. Der wirtschaftliche Einsatz einer automatischen Schweissmaschine erfordert daher in solchen Fällen eine Einrichtung zum Erfassen der tatsächlichen Lage und oft auch der Geometrie der Schweissnaht, mit deren Hilfe die programmierten Bahndaten und Schweissparameter entsprechend korrigiert werden können. Ansätze zur Lösung dieses Problems sind bereits bekannt. Lösungen auf optischer Basis beruhen durchwegs darauf, dass ein scharf gebündelter Lichtstrahl (praktisch kommen nur LASER zur Anwendung) unter einem bestimmten Winkel zur Achse der erfassenden Optik auf das Werkstück gerichtet wird, und die Verschiebung des Auftreffpunktes aus der neutralen Lage innerhalb der Bildebene ein Mass für die Entfernung des getroffenen Werkstückpunktes zum Sensorsystem bildet. Trotz Verwendung hervorragender Lichtquellen (LASER) und geeigneter optischer Filter haftet diesen Verfahren der Mangel an, dass die Empfangssysteme durch unsaubere Werkstückoberflächen und Strukturen des Werkstückes, die Streuungen und Spiegelungen des Sensorstrahls und des Lichtes des Lichtbogens verursachen, die Messung in so hohem Mass stören, dass nur durch Plausibili tätskontrollen und Prädiktion, die nicht immer richtig verlaufen müssen, die Funktion aufrecht erhalten werden kann. Aus der EP-A1-0 134 597 (N.V. Optische Industrie, Delft) ist ein solches Verfahren zur Messung mit Hilfe eines gebündelten Lichtstrahles bekannt, bei dem Störeinflüsse durch Feflexionen der Werkstückoberfläche ausserhalb des Messbereiches durch eine bestimmte Anordnung des Strahles (und der Strahlablenkeinrichtung) zu einem linearen Bildaufnehmer und durch Beschränkung der strahlungsempfindlichen Fläche des Bildaufnehmers auf eine zum Werkstück senkrechte Linie vermieden werden können. Doch verursachen auch bei diesem Prinzip Reflexionen von dem im Messbereich liegenden Ausschnitt der Werkstückoberfläche Fehler, so dass zur Unterscheidung zwischen falschen und richtigen Signalen zusätzliche Massnahmen vorgesehen werden müssen (z.B. zwei Aufnahmeoptiken, die den beleuchteten Punkt der Werkstückoberfläche auf zwei oder einen gemeinsamen Bildaufnehmer projizieren, bestimmte Wellenlänge oder bestimmte Form des Messstrahles usw.). Bei allen diesen bekannten Systemen wird ein gebündelter Lichtstrahl (vorzugsweise Laser) von der Messeinrichtung auf die Werkstückoberfläche gerichtet und aus dessen Reflexion auf einen Bildaufnehmer der Abstand dieses Punktes der Werkstückoberfläche von der Messeinrichtung ermittelt. Nur durch gezielte Ablenkung des Strahles und die Auswertung der Messergebnisse kann die geometrische Struktur des gesamten Werkstückausschnittes im Messbereich des Systems errechnet werden. Die Herstellung solcher Systeme erfordert eine hochgenaue Fertigung der mechanischen und der optischen Komponenten sowie die Verwendung teurer ud voluminöser Bauteile (Laserlichtquellen, optische Filter). Die mechanischen Abmessungen und die Preise für die am Markt befindlichen Geräte erlauben deren Einsatz daher auch nur in wenigen besonderen Anwendungsfällen. Für Spiegelreflexkameras sind auch schon elektronische Schnittbild-Entfernungsmesser, die bei Autofokus-Kameras verwendet werden, vorgeschlagen worden (vgl. FOTOHEFT 8/85, Seite 52 ff. Autofokus aktuell"). Bei einem in diesem Aufsatz beschriebenen elektronischen Schnittbild Entfernungsmesser bilden Zwillingslinsen zwei Teilbilder des im Sucher markierten Autofokus-Messfeldes auf einem Halbleiter-Bildwandler ab. Je nach Schärfelage ist der Abstand zwischen beiden Teilbildern verschieden gross. Ob er richtig ist und damit das Bild scharf, erkennt der Autofokus-Computer durch den Vergleich eines einprogrammierten Signals mit dem Signal vom Bildhalbleiter. Stimmen beide nicht überein, errechnet der Computer innerhalb von wenigen tausendstel Sekunden den erforderlichen Fokussierweg für die richtige Scharfeinstellung und steuert mit Digitalimpulsen einen Einstellmotor. Bei diesem und den anderen bekannten Autofokus-Systemen geht es nicht darum, die Position und Geometrie einer Werkstückoberfläche zu erfassen, sondern das Objektiv der Kamera scharf einzustellen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung anzugeben, das unabhängig von der tatsächlichen Struktur des im Messbereich befindlichen Ausschnittes der Werkstückoberfläche zutreffende Daten über dessen gesamte Geometrie und Position als Ergebnis einer einzigen Messung liefert, wobei gefordert wird, dass der mechanische Teil der Messeinrichtung mit kleinen Abmessungen und in robuster Bauweise ohne bewegliche Einzelteile einfach hergestellt und nahe an einem Schweisslichtbogen positioniert werden kann. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass man den zu vermessenden Ausschnitt einer Werkstückoberfläche aus zwei verschiedenen Betrachtungsstellen auf zwei Bildaufnehmern abbildet, so dass auf den beiden Bildaufnehmern gegeneinander verschobene Bilder des gleichen Ausschnit tes der Werkstückoberfläche abgebildet werden und dass man aus der Position und aus dem Abstand der markanten Stellen der beiden Bilder der Werkstückoberfläche die Geometrie der Werkstückoberfläche sowie deren Position zum Betrachtungssystem ermittelt. Beim erfindungsgemässen Verfahren bilden unsaubere Oberflächen und Strukturen des Werkstückes keine Störursachen, sondern unterstützen sogar die Funktion des Systems. Da die Werkstücke in der Umgebung der Schweissfuge bearbeitet sind, ist ihre Existenz gesichert. Weiters ist keine spezielle Lichtquelle erforderlich, sondern nur eine entsprechende Ausleuchtung des Werkstückes, die im Regelfall durch den Lichtbogen bzw. die Raumbeleuchtung ausreichend vorhanden ist. Eine zusätzliche Beleuchtung in dunklen Räumen kann ohne hohe Ansprüche (z.B. über Lichtleiter) hergestellt werden. Bei der Erfindung wird ein Ausschnitt der Werkstückoberfläche (z.B. die Schweissnahtfuge in ihrer Querausdehnung) über zwei Optiken, die in einem bestimmten Abstand und in einem festen Winkel zueinander angeordnet sein können, auf zwei Halbleiterbildaufnehmern (oder auf unterschiedliche Bereiche eines Bildaufnehmers oder nacheinander auf einem einzigen Bildaufnehmer) abgebildet, wobei auf den entstehenden Bildern alle markanten Positionen der Oberfläche abhängig von deren Entfernung zu den beiden Optiken gegeneinander verschoben sind. Auf jedem der beiden Bilder werden die markanten Abschnitte und Punkte der Werkstückoberfläche, die sich durch unterschiedliche Strukturen und Beleuchtungsstärken sowie Defekte der Oberfläche ergeben, festgestellt. Aus den Positionen der Abbildungen jedes markanten Punktes der Oberfläche (Defekt, Strukturveränderung usw.) auf den beiden Bildaufnehmern wird dessen Position zum Koordinatensystem der Messeinrichtung errechnet und aus der Position aller er rechneten Oberflächenpunkte die Geometrie des gesamten Ausschnittes der im Messbereich befindlichen Werkstückoberfläche ermittelt. Die Bestimmung der Positionen der markanten Punkte der Oberfläche auf den beiden Bildaufnehmern kann bei diesen Verfahren auch durch ein Korrelationsverfahren erfolgen. Dabei werden die auf den Bildaufnehmern detektierten Abbildungen der Strukturen durch Kreuzkorrelation zur Deckung gebracht und dadurch deren Position im Koordinatensystem der Messeinheit ermittelt. Dabei können durch entsprechende Verkleinerung des Korrelationsfensters beliebig kleine Strukturen aufgelöst werden. Eine andere Variante zur Bestimmung korrespondierender Punkte wäre die Methode der Parameterintegration, wie z.B. die Funktion der Summe der Fehlerquadrate, die für den Fall Gefunden ein Minimum annehmen muss. ("Gefunden" heisst, dass durch die schrittweise Verschiebung der beiden Lichtstärkefunktionen gegeneinander ein ausgewähltes Intervall derselben optimal zur Deckung gebracht wurde.) Aus dem Ausmass der Verschiebung können unmittelbar mit den elementaren Gesetzen der Mathematik (Strahlensatz) die Lage und Entfernung bezüglich des Sensorkoordinatensystems (Koordinatensystem der Messeinrichtung) ermittelt werden. Die Korrelation der einzelnen Strukturen kann im Prinzip auch mechanisch durch Verstellen der Optiken erfolgen, die elektronische Lösung wird jedoch wegen des geringeren Aufwandes bevorzugt. Da die Oberflächenstrukturen zur Ermittlung der Gesamtgeometrie herangezogen werden sollen, wird ausser der Korrelation auch die Methode der Differentiation verwendet. Nachdem durch die oben geschilderten Methoden die Geometrie der Werkstückoberfläche im Messbereich des Systems ermittelt worden ist, kann das Gerät beim Einsatz für die automatische Lichtbogenschweissung z.B. das Volumen der Nahtfuge berechnen und alle Daten zur Korrektur der Schweisspistolenposition und der 'Schweissparameter einem übergeordneten Rechner zur Verfügung stellen. Der übergeordnete Rechner" seinerseits kann dem Sensor eine Musterstruktur übergeben, die dieser zur Identifikation der Naht heranzieht, wobei diese Identifikation grob durch heuristische Algorithmen und für höhere Ansprüche durch Variationsrechnung erfolgen kann. Bei anderen Anwendungen können dementsprechend die erforderlichen Daten errechnet und gespeichert werden und durch Auswertung einer Summe von Einzelmessungen an unterschiedlichen Positionen Informationen über die gesamte Oberfläche eines Werkstückes erarbeitet werden. Im einzelnen kann beim erfindungsgemässen Verfahren so vorgegangen werden, dass man die Werkstückoberfläche über zwei getrennte Optiken auf zwei getrennten Bildaufnehmern oder auf zwei getrennten Sektoren eines gemeinsamen Bildaufnehmers abbildet. Dabei wird jede Optik einem Bildaufnehmer oder einem bestimmten Abschnitt des gemeinsamen Bildaufnehmers zugeordnet. Welche dieser beiden Ausführungsformen man bevorzugt, wird im wesentlichen nur durch die notwendige Auflösung bestimmt. Werden die Bilder der beiden Optiken auf zwei Sektoren desselben Bildaufnehmers projiziert, ist naturgemäss nur noch die halbe Auflösung zu erreichen. Für eine solche Strategie sprechen jedoch der deutlich geringere Kalibrieraufwand, da Halbleiterbildaufnehmer prozessbedingt mit grosser Genauigkeit gefertigt werden und die Kalibrierung der beiden Bilder relativ zueinander entfällt. Muss die volle Auflösung der technisch realisierbaren Bildaufnehmer ausgenützt werden, können zwei Bildaufnehmerchips verwendet werden, die dann allerdings genau zueinander justiert werden müssen. Auf denselben Bildaufnehmer könnten auch unter Zuhilfenahme einer geeigneten Anordnung von Spiegeln und halbdurchlässigen Spiegeln die Aufnahmen durch die beiden Optiken zeitlich nacheinander erfolgen, wenn durch entsprechend geringe Vorschubgeschwindigkeit gewährleistet ist, dass trotz zeitlich nacheinander erfolgten Aufnahmen noch annähernd derselbe Ausschnitt des Werkstückes abgebildet wurde. Bei letztgenannter Ausführungsvariante werden die Probleme der mechanischen Kalibrierung und der geringeren Auflösung auf Kosten der Dynamik umgangen. Die Abbildungen markanter Stellen der Werkstückoberfläche auf den beiden verschobenen Bildern werden durch Plausibilitätsrechnungen und/ oder Korrelation bestimmt und aus den Positionen dieser Abbildungen auf den beiden Bildaufnehmern die Koordinaten aller durch eine Messung ermittelten markanten Oberflächenpunkte berechnet. Aus diesen Ergebnissen kann die Geometrie der gesamten Oberfläche z.B. auch durch Vorgabe bestimmter oder durch den Vergleich mit verschiedenen Oberflächenmustern auf einfache Weise ermittelt werden. Bei der Anwendung der Korrelation zur Bestimmung der einander zuzuordnenden Ausschnitte auf den beiden Bildaufnehmern wird diese vorzugsweise elektronisch (rechnerisch) durchgeführt, wobei vorgesehen werden kann, dass man Bilder unmittelbar benachbarter Ausschnitte des relevanten Bereiches der Werkstückoberfläche korreliert und das Korrelationsfenster zur Auflösung feiner Strukturen im Zuge der Auswertung eines Messergebnisses schrittweise verkleinert. Nach einer anderen Variante des erfindungsgemässen Verfahrens kann man dazu so vorgehen, dass man die Position und/ oder die Geometrie der Werkstückoberfläche durch Differentiation der Lichtstärkefunktion nach dem geometrischen Ort, Betragsbildung und Kreuzkorrelation ermittelt. In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens kann auch eine solche Anordnung der beiden Optiken für die Aufnahme der verschobenen Bilder gewählt werden, bei der die Projektion beider Bilder auf einem einzigen Bildaufnehmer erfolgt. Während der mechanischen kontinuierlichen oder schrittweisen Verstellung des optischen Systems werden dabei, nacheinander die verschiedenen Bildstellen am Bildaufnehmer zur Korrelation gebracht. Der Rechner kann korrelierende Bildstellen erkennen und aus der zum jeweiligen Zeitpunkt bekannten Position des optischen Systems Schritt für Schritt die Lage der markanten Oberflächenstruktur im Raumkoordinatensystem der Messeinrichtung bestimmen. Beim der praktischen Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens für die Anwendung zum automatischen Lichtbogenschweissen bewährt es sich, wenn nur ein linienförmiger Ausschnitt der Werkstückoberfläche (quer zur Schweissnahtfuge) durch zwei Optiken auf zwei getrennte lineare Bildaufnehmer (oder auf zwei für die Auswertung getrennte Sektoren eines gemeinsamen Bildaufnehmers oder zeitlich versetzt auf denselben Bildaufnehmer) projiziert wird. Dann wird aus den Positionen der Abbildungen von markanten Oberflächenstellen auf den beiden verschobenen Bildzeilen die Position dieser Punkte der Werkstückoberfläche berechnet, um sodann aus allen berechneten Einzelpunkten das Profil und die Position der Nahtfuge zu bestimmen. Durch die Vorschubbewegung und invervallweise wiederholte Messungen kann dabei der Schweissbrenner (und das Messsystem) durch Auswertung der einzelnen Messergebnisse zum Anfang der Nahtfuge positioniert, während der Ausführung der Schweissung dem Fugenverlauf nachgeführt und die Schweissparameter entsprechend dem jeweils gemessenen Fugenprofil gesteuert werden. Durch kurzzeitige Veränderung der Position der Messeinrichtung in grösseren Intervallzeiten kann dabei auch das technologische Ergebnis (Dimension, Position bzw. Form der geschweissten Naht) überprüft und bei der weiteren Steuerung gegebenenfalls Korrekturfaktoren berücksichtigt werden. Ein derartiger Mess- und Steuerungsaufbau kann auch für viele andere technologische Aufgaben mit Vorteil angewendet werden. Alternativ zu diesem Schritt-für-Schritt Verfahren ist es mit der Erfindung freilich auch möglich, den relevanten Bereich der Werkstückoberfläche (oder grö ssere Ausschnitte derselben) auf einmal abzubilden und auf rechnerische Weise die Position aller markanten Stellen der Werkstückoberfläche zu ermitteln. Bei der Messmethode mit linearen Bildaufnehmern können unter bestimmten Verhältnissen besser auswertbare Bilder dadurch erzielt werden, dass die Strahlen von einem schmalen Streifen der Oberfläche durch zylindrische Linsen auf die fast linienförmig angeordneten Sensoren gesammelt (konzentriert) werden. Das Messprinzip mit linearen Bildaufnehmern bietet bei der Anwendung nahe einem Schweisslichtbogen auch den entscheidenden Vorteil, dass die Optiken hinter einem schmalen Schlitz des Gehäuses angeordnet und so gegen Schweissspritzer geschützt werden können. Dieser Schlitz kann durch Ausblasen mit Schutzgas (oder intervallweise zwischen den Schweissvorgängen mit Druckluft) von Schmutz freigehalten werden. Um trotz der unterschiedlichsten, durch das Raumlicht, das Zusatzlicht oder den Lichtbogen verursachten Beleuchtungsstärken zu auswertbaren Messergebnissen zu gelangen, wird man entsprechend den verschiedenen Bildaufnehmern unterschiedliche Methoden wählen. Am besten geeignet sind Sensoren, die das einfallende Licht aufintegrieren. Damit kann ein Bild durchschnittlicher Helligkeit auch bei extremen Schwankungen der Lichtstärke durch unterschiedlich lange Aufnahmezeiten erhalten werden. Die Steuerung der Aufnahmedauer kann dabei direkt durch die jeweils eingefallene Lichtmenge erfolgen. Bei anderen Sensoren kann die Summe mehrerer identer Einzelmessungen gebildet und zur Auswertung herangezogen werden. Nachstehend wird das erfindungsgemässe Verfahren unter Bezugnahme auf die Zeichnungen für den Fall eines linearen Bildaufnehmers näher erläutert. Bei flächenhaften Bildaufnehmern bleibt die Verfahrensstrategie ident. Die einzelnen Berechnungen dehnen sich dann auf zwei Dimensionen aus. Es zeigt Fig. 1 in schematischer Darstellung die prinzipielle Anordnung bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, Fig. 2 verschiedene bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens erhaltene Abbildungen, Fig. 3 und 4 verschiedene Diagramme im Zuge der Durchführung einer Kreuzkorrelation unter Verwendung der Lichtstarkefunktion und Fig. 5 eine Gesamtanordnung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass ein Werkstück 5, in dem eine Nut 6 (Nahtfuge) vorgesehen ist, mit zueinander konvergierenden Blickrichtungen (Pfeile 7 bzw. 8) durch zwei Optiken 9 und 10 betrachtet wird. Dabei betrachten dio Optiken 1 und 2 eine quer zur Nahtfuge 6 verlaufende Linie 11 der Oberfläche des Werkstückes 5, wobei nacheinander die Ausschnitte 1 bis 4 abgebildet werden. Beim in Fig. 1 gewählten Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass in jedem Ausschnitt 1 bis 4 eine markante Struktur 12 der Werkstückoberfläche vorliegt. Die beiden Optiken 9 und 10 zeigen auf den ihnen zugeordneten Bildaufnehmern 13 bzw. 14 Bilder der Ausschnitte 1 bis 4, wobei die markanten Strukturen 12 zueinander versetzt abgebildet werden. Der Abstand der beiden Bilder der Strukturen 12 ist ein Mass für den Abstand der Struktur von einer vorher gewählten neutralen Ebene ±. Es ist erkennbar, dass in Bild 2 der Abstand 6 gleich Null ist, da die Struktur 12 im Ausschnitt 2 der Werkstückoberfläche in der neutralen Ebene E liegt. Die in Fig. 5 schematisch angedeuteten Bildaufnehmer 13 und 14 können Fotodiodenreihen sein, die Bilddaten einem die Korrelation ausführenden Bilddatenrechner 15 zuleiten. Der Bilddatenrechner 15 gibt die ermittelten geometrischen Daten über die Oberfläche des Werkstückes 5 an den Zentralrechner 16 weiter, der diese zur Korrektur der Bahn, nach welcher eine Schweisspistole 17 bewegt wird, und der Schweissparameter, bewertet. Die Auswertung der von den Bildaufnehmern abgegebenen Daten am Beispiel der Kreuzkorrelation unter Verwendung der Lichtstärkefunktion (b(x)) wird an Hand der Fig. 3 und 4 erläutert. Fig. 3a zeigt ein Diagramm, in dem die Lichtstärkefunktion b(x) gegen den geometrischen Ort x aufgetragen ist. Durch Differentiation db(x) auf dx Fig. 3b und Bildung des Absolutwertes erhält man die Funktion h(x) auf Fig. 3c. Es werden also durch Differentiation, Betragsbildung und Anwendung eines Schwellwertes markante Strukturen der Werkstückoberfläche herausgearbeitet, wobei andere Strukturen unterdrückt serden. Dies wird für die von den Optiken 9 und 10 ge speiser. @ildau@@ @@@@ 13 und 14 durchgeführt, wobei um den Abstand der beiden Bilder 6 zueinander verschobene Funktionen h(x) und-h(x+# erhalten werden. Durch Korrelieren dieser beiden Funktionen h(x) und h(x+6) erhält man die Kreuzkorrelationsfunktion H(x), wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. Diese Kreuzkorrelationsfunktion H(x) wird nun nach dem grössten Extremwert abgesucht, der dann einer markanten Struktur, beispielsweise einer Kante der Werkstückoberfläche, entspricht.

Claims: 1. A method for detecting the position and geometrie workpiece surfaces, especially of seam joints in automatic arc welding, characterised in that the workpiece surface or preferably a cutaway portion thereof from two different observation positions is reproduced on image receivers, so that images of the workpiece surface, which are displaced with respect to each other on the image receivers, are reproduced, that in each of the two images the characteristic image positions are established, which are produced through the surface structures or through defects in the observed workpiece surface, that each image of a characteristic point of the workpiece surface on one image receiver is associated with the corresponding image on the second image receiver and that then from the position of these individual characteristic image positions on the two image receivers, the position of these points on the workpiece surface is calculated in the space coordinate system of the image receiver, in order to finally determine from the position of these individual characteristic points of the workpiece surface the overall geometry of the observed workpiece surface and ist position in relation to the observation system. 2. A method according to Claim 1, characterised in that the workpiece surface is reproduced via two separate optical systems on two separate image receivers or on two separate sectors of a common image receiver. 3. A method according to Claim 1, characterised in that the workpiece surface is reproduced intermittently via two separate optical systems on the same image receiver and is used for the evaluation of two images which are received in series chronologically. 4. A method according to one of Claims 1 to 3, characterised in that only one cutaway portion of the workpiece surface is reproduced on linear image receivers, wherein the measurement system in the measuring of workpieces with grooves or with a surface in the form of a joint can preferably be positioned such that the measurement plane is arranged transversely to these joints. 5. A method according to one of Claims 1 to 4, characterised in that the light intensity values generated on the image receivers are pre-processed through differentiation and subsequent threshold value comparison according to significant image positions. 6. A method according to one of Claims 1 to 5, characterised in that corresponding points on the two images are found by an electronic computer through heuristic principles or the mathematical methods of correlation or parameter integration, or that corresponding points are found electromechanically through the adjustment of two mirrors, which direct the image onto one image receiver in each case, and from the position of the mirror the position of the found point, in rekation to the sensor coordinate system, is determined. 7. A method according to one of Claims 1 to 6, characterised in that from the calculated positions of the characteristic surface points, the structure of the entire surface lying in the measurement range is determined in an electronic computer, wherein if applicable sample structures are preset and the identification of the structures takes place through filtering, differentiation to determine edge positions and planes and also variation calculation. 8. A method according to one of Claims 1 to 7, characterised in that from the results of a plurality of chronologically and spatially successive measurement cycles, the geometry of larger cutaway portions of the workpiece surface or of the entire workpiece is determined. 9. A method according to one of Claims 1 to 8, characterised in that when the method is used in arc welding, the workpiece surface is illuminated by the arc, and that in operating conditions in which the arc is not burning, outside light is used for illumination. 1O. A method according to one of Claims 1 to 9, characterised in that the control of the exposure time takes place such that the image receiver is exposed until the desired average amount of light has come in or respectively in that immediately successive exposures of identical duration are summed to light intensity functions which are able to be evaluated.

Inventors: VOKURKA, FRANZ
Applicants: IGM INDUSTRIEGERAETE- UND MASCHINENFABRIKSGESELLSCHAFT MBH
Application year: 1986
Main classification: G01B11
IPC codes: G01B11, B23K9