Implementation av CUSUM/SPRT-algoritm för kvalitetsövervakning i realtid av robotsvetsning

Under början av 1990-talet inledde Volvo Personvagnar i Olofström en process där övervakning av robotiserad MIG/MAG-svetsning var i fokus. Det ledde fram till ett forskningsprojekt som resulterade i att Stefan Adolfsson, Lunds tekniska högskola/Blekinge tekniska högskola, 1998 presenterade avhandlingen Automatic Quality Monitoring in GMA Welding using Signal Processing Methods [5]. I den presenterades ett SPRT-baserat övervakningskoncept för övervakning av MIG/MAG-svetsning med kort- och spraybåge. För att få fram ett kostnadseffektivt övervakningssystem uppkom tanken att använda vanliga PC-datorer som plattform. De erbjuder hög beräkningskapacitet till förhållandevis låg kostnad. Examensarbetets mål är att implementera det SPRT-baserade övervakningskonceptet i LabVIEW på en PC och utvärdera realtidsegenskaperna. Till detta tillkom även uppgiften att kartlägga motsvarande övervakningssystem på marknaden. Den färdiga implementationen övervakar svetsspänningens och svetsströmmens medelvärde respektive varians. Totalt har fyra olika SPRT-algoritmkoncept implementerats där alla är modifierade i förhållande till den som presenteras i ovan nämnda avhandling. Två av algoritmkoncepten är framtagna under detta arbetes gång och är avsedda för att minimera antalet falsklarm orsakade av naturliga systematiska variationer. Eftersom fyra olika SPRT-algoritmkoncept har använts för att övervaka svetsspänningens och svetsströmmens medelvärde respektive varians medför det att totalt 16 SPRT-algoritmer har implementerats vilka arbetar parallellt. Utvärderingen av implementationen visar att en vanlig PC-dator är tillräcklig för realtidsövervakning. Vidare visar utvärderingen också att endast två av SPRT-algoritmkoncepten är lämpliga att använda för svetsövervakning. Marknadskartläggningen av övervakningssystem för MIG/MAG-svetsning fann ett mindre antal system som kan konkurrera.
In the early 1990s, Volvo Car Corporation in Olofström started a project focusing on monitoring systems for robotized Gas Metal Arc (GMA) welding. This resulted in a research project where Stefan Adolfsson, Department of Production and Materials Engineering, Lund University/ Blekinge Tekniska Högskola, presented in 1998 the doctoral thesis, Automatic Quality Monitoring in GMA Welding using Signal Processing Methods. This doctoral thesis presented a Sequential Probability Ratio Test, SPRT, concept for quality monitoring automatic robotized GMA welding. To create a cost efficient monitoring system the Industriellt Utvecklingscentrum i Olofström AB presented the idea of using a traditional PC computer as a system platform. A traditional PC computer offers high performance to relatively low cost. The main task of this thesis is to implement the SPRT concept for monitoring automatic robotized GMA welding in the LabVIEW environment on a PC and evaluate the real time capacity. A second task in the thesis is to make a survey of similar monitoring systems for robotized GMA welding. The final implementation monitors both mean and variance of the weld voltage and the weld current. In total four different SPRT concepts have been implemented. They are modifications of the SPRT concept that is presented in the doctoral thesis. Two of the SPRT concepts were developed during this exam thesis work and are intended to reduce the risk of false alarms caused by natural systematic variations. Since four different SPRT concepts have been implemented and every single concept monitor both mean and variance of the weld voltage and the weld current, it means that there are in total 16 SPRT algorithms working in parallel. The evaluation of the implementation shows that an ordinary PC is sufficient for real time monitoring and that only two of the four SPRT concepts are suitable. The result of the market research of comparable monitoring systems indicates that there exist a small number of com