DE10144695B4 - Method and device for non-contact inspection of welds - Google Patents

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    • B23K9/0956—Monitoring or automatic control of welding parameters using sensing means, e.g. optical

Abstract

Verfahren zur berührungslosen Prüfung von Schweißstellen, wie Schweißpunkten oder Schweißnähten, dadurch gekennzeichnet, das die Qualität einer zu prüfenden Schweißstelle anhand von mindestens drei gleichzeitig nach dem Schweißen durchgeführten Messungen beurteilt wird, umfassend a) eine Lasermessung zur Erfassung des Glanzes der zu prüfenden Schweißstelle als indirektes Maß für die Temperatur der Schweißstelle, b) eine Temperaturmessung zur Erfassung der Temperatur oder Farbtemperatur der zu prüfenden Schweißstelle, und c) eine Interferenzmessung zur Erfassung der Wellenlänge der von der zu prüfenden Schweißstelle als Licht emittierten Temperaturstrahlung wobei die Ergebnisse der gleichzeitig durchgeführten Messungen automatisch miteinander verglichen werden und bei Auftreten eines Widerspruchs zwischen miteinander verglichenen Messwerten ein Fehlerprotokoll erstellt wird.Method for the contactless testing of welding points, such as welding points or weld seams, characterized in that the quality of a welding point to be tested is assessed on the basis of at least three measurements carried out simultaneously after welding, comprising a) a laser measurement for detecting the gloss of the welding point to be tested as indirect Measure of the temperature of the welding point, b) a temperature measurement for recording the temperature or color temperature of the welding point to be tested, and c) an interference measurement for recording the wavelength of the temperature radiation emitted by the welding point to be tested, the results of the measurements carried out simultaneously being carried out automatically be compared and if a contradiction between measured values compared with each other occurs, an error log is created.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur berührungslosen optischen Prüfung von Schweißstellen, wie Schweißpunkten oder Schweißnähten, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for non-contact optical inspection of welds, such as welds or welds, as well as an apparatus for performing the method.

Ein bei der Herstellung von Fahrzeugen hauptsächlich eingesetztes Fügeverfahren zur Verbindung von Blechen ist das Punktschweißverfahren, bei dem die Schweißpunkte durch Widerstandsschweißen mittels einer Schweißzange hergestellt werden. Zur Kontrolle von Schweißpunkten wurden unterschiedliche Prüfverfahren entwickelt.A joining method for joining sheets, which is mainly used in the manufacture of vehicles, is the spot welding method, in which the welding points are produced by resistance welding by means of welding tongs. Different test methods have been developed to control spot welds.

Ein bislang noch häufig angewandtes Prüfverfahren zur Qualitätskontrolle von Schweißpunkten ist die zerstörende Prüfung mit Hammer und Meißel. Dieses Prüfverfahren kann jedoch nur für Stichproben eingesetzt werden und erfordert wegen der damit verbundenen Zerstörung von Schweißpunkten das Setzen von mehr Schweißpunkten als eigentlich benötigt, was zu längeren Fertigungszeiten und entsprechend höheren Kosten führt.One of the most frequently used test methods for quality control of spot welds is the destructive testing with a hammer and a chisel. However, this test method can be used only for random sampling and requires the setting of more welding points than actually needed, resulting in longer production times and correspondingly higher costs because of the associated destruction of welding spots.

Ein anderes bekanntes Prüfverfahren zur Qualitätskontrolle von Schweißpunkten basiert auf Ultraschallprüfung. Diese Prüfverfahren ist jedoch relativ ungenau und dementsprechend unzuverlässig.Another known test method for quality control of welds is based on ultrasonic testing. However, these test methods are relatively inaccurate and therefore unreliable.

In der DE 19740 024 C1 ist ein berührungsloses bildaufnehmendes Prüfverfahren für die Qualitätsbeurteilung von Schweißpunkten beschrieben, bei dem sofort nach Beendigung des Schweißvorganges der optische Abdruck der Schweißverbindung erfasst und im Arbeitsspeicher eines Bildbearbeitungssystems als Grauwertbild hinterlegt wird. Dieses Grauwertbild wird dann automatisch durch ein im Bildbearbeitungssystem gespeichertes Prüfprogramm analysiert, wobei zunächst die Lage des Schweißpunktes im Bild grob bestimmt wird, der Schweißpunkt detailliert vermessen wird und eine Vielzahl von Antastpunkten entlang der Schweißkontur aufgestellt werden. Die von den Konturpunkten abgeleiteten Durchmesser und Mittelpunkte, sowie ihre Streuungen, stellen Formmerkmale des Schweißpunktes dar. Zusätzlich werden Merkmale über die Helligkeitsintensität und die Anlassfarben des Schweißpunktes berechnet. Schließlich wird der Schweißpunkt anhand von erkannten Merkmalen klassifiziert, wobei ein Klassifikator mit für jeweilige Entscheidungsklassen typischen Muster automatisch parametriert wird, so dass die Klassifizierung an sich ändernde Umgebungsbedingungen angepasst werden kann. Dieses Prüfverfahren soll zwar wesentlich genauer als das Ultraschallprüfverfahren sein, ist jedoch gleichwohl noch verbesserungsfähig.In the DE 19740 024 C1 describes a non-contact image-receiving test method for the quality assessment of welds, in which immediately after completion of the welding process, the optical impression of the welded joint is detected and stored in the working memory of an image processing system as a gray scale image. This gray-scale image is then automatically analyzed by a test program stored in the image processing system, the position of the welding spot in the image first being roughly determined, the welding spot being measured in detail and a multiplicity of touch points being set up along the welding contour. The diameter and center points derived from the contour points as well as their scattering represent shape features of the spot weld. In addition, features about the intensity of brightness and the tempering colors of the spot weld are calculated. Finally, the weld point is classified based on recognized features, whereby a classifier is automatically parameterized with patterns typical for respective decision classes, so that the classification can be adapted to changing environmental conditions. Although this test method should be much more accurate than the ultrasound test method, but still can be improved.

In der DE 199 35 777 A1 ist eine Vorrichtung zum hochpräzisen Beurteilen der Güte von Schweißstellen beschrieben. Die Vorrichtung umfasst eine Temperaturmesseinrichtung, die die Oberflächentemperatur eines zu schweißenden Teils an einer Schweißstelle nach dem Schweißen misst, eine Entscheidungseinrichtung, die beurteilt, ob ein gemessener Temperaturwert höher als ein zum Vergleich dienender Referenztemperaturwert ist, und eine Steuerungseinrichtung, die eine Schweißmaschine auf der Grundlage des Beurteilungsergebnisses der Entscheidungseinrichtung steuert. Die Temperaturmesseinrichtung besteht dabei aus einem Wärmestrahlungspyrometer. Alternativ kann die Vorrichtung eine Detektiereinrichtung aufweisen, die die Farbe oder den Glanz eines zu schweißenden Teils an einer Schweißstelle nach dem Schweißen detektiert, eine Entscheidungseinrichtung, die beurteilt, ob der detektierte Farb- oder Glanzwert höher als ein zum Vergleich dienender Farb- bzw. Glanz-Referenztemperaturwert ist, sowie wiederum eine Steuerungseinrichtung, die eine Schweißmaschine auf der Grundlage des Beurteilungsergebnisses der Entscheidungseinrichtung steuert.In the DE 199 35 777 A1 a device for high-precision assessment of the quality of welds is described. The apparatus includes a temperature measuring device that measures the surface temperature of a part to be welded at a weld after welding, a decision device that judges whether a measured temperature value is higher than a reference temperature value for comparison, and a controller that uses a welding machine based on the judgment result of the decision means controls. The temperature measuring device consists of a heat radiation pyrometer. Alternatively, the apparatus may include detecting means which detects the color or gloss of a part to be welded at a weld after welding, a decision means which judges whether the detected color or gloss value is higher than a comparative color or gloss And a control device that controls a welding machine based on the judgment result of the decision device.

Die DE 4 039 847 A1 offenbart ein Verfahren zur Überprüfung der Qualität von Punktschweißverbindungen, bei dem die am Schweißpunkt unmittelbar nach Durchführung der Schweißeng herrschende Temperatur durch Abgreifen der zwischen den zu verschweigenden Teilen bzw. an der Elektrode durch das Schweißen induzierten thermoelektrischen Spannung ermittelt und zur Grundlage der Qualitätsbeurteilung gemacht wird.The DE 4 039 847 A1 discloses a method of checking the quality of spot welds, in which the temperature prevailing at the welding point immediately after the welding has been performed is determined by tapping the thermoelectric voltage induced between the parts to be concealed and at the electrode by the welding and making it the basis of the quality assessment.

Aus der DE 199 62 918 A1 gehen ein Verfahren und eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien, berührungslosen Messung einer Werkstoffoberfläche, insbesondere eines geschweißten, beschichteten und/oder Verbundwerkstoffes hervor. Das Verfahren umfasst das Beaufschlagen eines vorbestimmten Flächenbereiches mit einer modulierten Strahlung, das berührungslose hinsichtlich der Oberflächenstrahlungs- bzw. reflexionseigenschaften des Flächenbereiches kompensierte Erfassen von vom Flächenbereich reflektierten, absorbierten und/oder emittierter Strahlung und ein rechnergestütztes Auswerten eines erfassten Signals in Abhängigkeit von einer Zeit nach dem Ende der Modulation, einer Frequenz und/oder Amplitude der reflektierten und/oder emittierten Strahlung sowie einer Flächendimension des Flächenbereiches.From the DE 199 62 918 A1 Go forth a method and apparatus for non-destructive, non-contact measurement of a material surface, in particular a welded, coated and / or composite material. The method comprises applying a predetermined surface area with a modulated radiation, the non-contact with respect to the surface radiation or reflection properties of the area compensated detecting reflected from the surface area, absorbed and / or emitted radiation and a computer-aided evaluation of a detected signal as a function of time the end of the modulation, a frequency and / or amplitude of the reflected and / or emitted radiation and a surface dimension of the surface area.

Ferner ist aus der DE 4 408 921 A1 ein Verfahren zur optischen Schweißnahtprüfung unter Anwendung des Lichtschnittverfahrens bekannt. Dabei werden in einem definierten Zeitabstand mit einer Kamera Aufnahmen eines auf den Prüfling mittels einer Laserlichtquelle projizierten Lichtstreifens gemacht. Der Lichtstreifen wird durch schräge Beleuchtung aufgebracht, wodurch ein Versatz des Lichtstreifens durch die Schweißnaht erfolgt. Der Versatz des Lichtstreifens wird durch Auswertung des Kamerabildes erfasst.Furthermore, from the DE 4 408 921 A1 a method for optical weld inspection using the light-section method known. In this case, recordings of a light strip projected onto the test object by means of a laser light source are taken at a defined time interval with a camera. The light strip is applied by oblique illumination, whereby a displacement of the light strip through the weld occurs. The offset of the Light stripe is detected by evaluating the camera image.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von Schweißpunkten sowie Schweißnähten anzugeben, die sich durch ein Höchstmaß an Genauigkeit und Zuverlässigkeit auszeichnen.The object of the present invention is to provide a method and a device for the nondestructive testing of welds and welds, which are characterized by the highest degree of accuracy and reliability.

Gelöst wird diese Aufgabe durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch die Prüfvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9.This object is achieved by the method having the features of claim 1 or by the test apparatus having the features of claim 9.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Qualität einer zu prüfenden Schweißstelle anhand von mindestens drei gleichzeitig durchgeführten Messungen beurteilt wird, umfassend

  • a) eine Lasermessung zur Erfassung des Glanzes der zu prüfenden Schweißstelle als indirektes Maß für die Temperatur der Schweißstelle,
  • b) eine Temperaturmessung zur Erfassung der Temperatur oder Farbtemperatur der zu prüfenden Schweißstelle, und
  • c) eine Interferenzmessung zur Erfassung der Wellenlänge der von der zu prüfenden Schweißstelle als Licht emittierten Temperaturstrahlung.
The method according to the invention is thus essentially characterized in that the quality of a weld to be tested is assessed on the basis of at least three measurements carried out simultaneously, comprising
  • a) a laser measurement to determine the gloss of the weld to be tested as an indirect measure of the temperature of the weld,
  • b) a temperature measurement to detect the temperature or color temperature of the weld to be tested, and
  • c) an interference measurement for detecting the wavelength of the temperature radiation emitted by the weld to be tested as light.

Die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung umfasst im Wesentlichen:

  • – eine Laserlichtquelle, deren Laserstrahl auf eine zu prüfende Schweißstelle richtbar ist,
  • – eine Einrichtung zur Erfassung von Laserlicht, welches von der zu prüfenden Schweißstelle reflektiert wird,
  • – eine Einrichtung zur Erfassung der Temperatur oder Farbtemperatur der zu prüfenden Schweißstelle,
  • – eine Einrichtung, die ein von der Wellenlänge der als Licht emittierten Temperaturstrahlung abhängiges Interferenzbild erzeugt,
  • – eine Einrichtung zur Erfassung des erzeugten Interferenzbildes, und
  • – einen Rechner, der aus dem erzeugten Interferenzbild eine entsprechende Wellenlänge berechnet.
The testing device according to the invention essentially comprises:
  • A laser light source whose laser beam can be directed to a weld to be tested,
  • A device for detecting laser light, which is reflected by the weld to be tested,
  • A device for detecting the temperature or color temperature of the weld to be tested,
  • A device which generates an interference pattern dependent on the wavelength of the temperature radiation emitted as light,
  • A means for detecting the generated interference pattern, and
  • A computer which calculates a corresponding wavelength from the generated interference image.

Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further preferred and advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Nachfolgend wird die Erfindung mit Bezug auf die ein Ausführungsbeispiel darstellende Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in schematischer Darstellung:The invention will be explained in more detail with reference to the drawing illustrating an embodiment. Therein show in a schematic representation:

1 den funktionalen Zusammenhang zwischen der Temperatur eines Körpers und der Wellenlänge der von ihm emittierten Temperatur- oder Wärmestrahlung, 1 the functional relationship between the temperature of a body and the wavelength of the temperature or heat radiation emitted by it,

2 das Abkühlverhalten eines Schweißpunktes, 2 the cooling behavior of a spot weld,

3 den Aufbau einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung, und 3 the structure of a test device according to the invention, and

4 die Funktion einer in der Prüfvorrichtung gemäß 3 verwendeten Lochmaske. 4 the function of a in the test apparatus according to 3 used shadow mask.

Das Planck'sche Strahlungsgesetz (Verteilungsgesetz) beschreibt die Abhängigkeit der von einem schwarzen Körper emittierten Strahlung von seiner Temperatur und von der Wellenlänge der Strahlung. Danach hängt der vom schwarzen Körper emittierte spektrale Strahlungsfluss allein von dessen Temperatur und der jeweils emittierten Wellenlänge ab.Planck's law of radiation (distribution law) describes the dependence of the radiation emitted by a black body on its temperature and on the wavelength of the radiation. Thereafter, the spectral radiant flux emitted by the black body depends solely on its temperature and the respective emitted wavelength.

Ein schwarzer Körper hat die Eigenschaft, auf allen Wellenlängen bei einer bestimmten Temperatur ein Maximum Wärme abzustrahlen. Trägt man die Strahlungsintensität über der Wellenlänge auf, ergibt sich nach dem von Max Planck entwickelten Strahlungsgesetz (Verteilungsgesetz) bei einer konstanten Temperatur T des schwarzen Körpers mit der Zunahme der Wellenlänge λ, ein Anstieg der Intensität. Nach einem Maximum nimmt die Intensität bei T = konstant wieder ab. Die Intensität der Strahlung nimmt bei allen Wellenlängen mit steigender Temperatur des Strahlers zu, d. h. die Kurven höherer Temperatur liegen, über den gesamten Wellenlängenbereich betrachtet, über denen niederer Temperatur. Der Physiker Wien hat die Lage der Maxima der jeweils einer konstanten Temperatur zugeordneten Kurven im Intensität-Wellenlängen-Diagramm untersucht und festgestellt, daß die Maxima der Kurven mit zunehmender Temperatur bei kleineren Wellenlängen liegen. Nach dem Wien'schen Verschiebungsgesetz gilt: Λmax = 0,289779ff[1 O2 ~ m/K]. A black body has the property of emitting maximum heat at all wavelengths at a given temperature. If one plots the radiation intensity over the wavelength, then according to the law of radiation (law of distribution) developed by Max Planck at a constant temperature T of the black body with the increase of the wavelength λ, an increase of the intensity results. After a maximum, the intensity decreases constantly at T =. The intensity of the radiation increases at all wavelengths with increasing temperature of the radiator, ie the curves of higher temperature, over the entire wavelength range, are above those of low temperature. The physicist Vienna has examined the position of the maxima of the respective curves associated with a constant temperature in the intensity-wavelength diagram and found that the maxima of the curves lie with increasing temperature at smaller wavelengths. According to the Wien'schen displacement law applies: Λ max = 0,289779ff [1 O2 ~ m / K].

Damit ist es möglich, die Temperatur eines schwarzen Strahlers aus der Intensitätsverteilung der Strahlung zu ermitteln. Reale Strahler weichen in ihrem Verhalten von dem des schwarzen Strahlers ab. Sie verhalten sich entsprechend dem Verteilungsgesetz von Planck, strahlen aber weniger intensiv.This makes it possible to determine the temperature of a black body from the intensity distribution of the radiation. Real emitters deviate in their behavior from that of the black emitter. They behave according to the distribution law of Planck, but radiate less intense.

Ein glühender Stahlblock mit einer Temperatur von 1500 K emittiert langweiliges, im Rotbereich liegendes, sichtbares Licht und im Infrarotbereich liegende, unsichtbare Wärmestrahlung. Die beginnende Rotglut besitzt eine Farbtemperatur von ca. 798 K und sendet Licht mit einer Wellenlänge von ca. 5518 nm aus. Ein weißglühender Stahlblock besitzt dagegen eine Farbtemperatur von ca. 1773 K und sendet Licht mit einer Wellenlänge von ca. 1931 nm aus.A glowing steel block with a temperature of 1500 K emits boring, visible in the red area, visible light and lying in the infrared range, invisible heat radiation. The incipient red glow has a color temperature of approx. 798 K and emits light with a wavelength of approx. 5518 nm. A white-hot steel block possesses By contrast, a color temperature of about 1773 K and emits light with a wavelength of about 1931 nm.

1 zeigt den funktionalen Zusammenhang zwischen der Temperatur eines Körpers und der Wellenlänge der von ihm emittierten Temperatur- oder Wärmestrahlung. Auf der Abszisse ist die Wellenlänge der emittierten Strahlung in Nanometer und auf der Ordinate die Temperatur des Körpers in Kelvin aufgetragen. Es ist zu erkennen, dass die Strahlung umso kurzweiliger ist, je höher die Temperatur des emittierenden Körpers ist. 1 macht deutlich, dass von der Wellenlänge einer von einer glühenden bzw. heißen Schweißstelle emittierten. Strahlung auf die Temperatur bzw. umgekehrt von der Temperatur der Schweißstelle auf die Wellenlänge der von ihr emittierten Strahlung geschlossen werden kann. 1 shows the functional relationship between the temperature of a body and the wavelength of the temperature or heat radiation emitted by it. The abscissa represents the wavelength of the emitted radiation in nanometers and the ordinate the temperature of the body in Kelvin. It can be seen that the higher the temperature of the emitting body, the more exciting the radiation. 1 makes it clear that of the wavelength emitted by a glowing or hot weld. Radiation on the temperature or vice versa from the temperature of the weld to the wavelength of the radiation emitted by it can be concluded.

Zur Ermittlung der Wellenlänge wird beim erfindungsgemäßen Verfahren eine Interferenzmessung durchgeführt. Interferenz ist eine Wellenüberlagerung, bei welcher die aus zwei Wellen mit den Amplituden a und b kombinierte Welle die Amplitude c = a + b aufweist. Die Intensität der kombinierten Welle ist c2 = (a + b)2 = a2 + 2ab + b2.In order to determine the wavelength, an interference measurement is carried out in the method according to the invention. Interference is a wave superposition in which the wave combined from two waves with the amplitudes a and b has the amplitude c = a + b. The intensity of the combined wave is c 2 = (a + b) 2 = a 2 + 2ab + b 2 .

Anhand des Interferenzbildes, welches aus hellen und dunklen optischen Streifen besteht, lässt sich die Wellenlänge der von einer Schweißstelle emittierten Strahlung relativ genau berechnen. Die Ergebnisse der Interferenzmessung und der Temperaturmessung werden interpoliert.On the basis of the interference pattern, which consists of light and dark optical stripes, the wavelength of the radiation emitted by a weld can be calculated relatively accurately. The results of the interference measurement and the temperature measurement are interpolated.

Desweiteren wird beim erfindungsgemäßen Verfahren eine Lasermessung zur Erfassung des Glanzes der zu prüfenden Schweißstelle durchgeführt. Unter Glanz wird die optische Eigenschaft von Licht reflektierenden Oberflächen verstanden. Der Glanz wird definiert als das Verhältnis des spiegelnd reflektierten Lichtes zum diffus reflektierten Anteil. Bei sehr glatten Flächen überwiegt die gerichtete Reflektion, bei rauhen Flächen dagegen die diffuse Streuung.Furthermore, in the method according to the invention, a laser measurement is carried out for detecting the gloss of the weld to be tested. Gloss refers to the optical property of light-reflecting surfaces. The gloss is defined as the ratio of the specularly reflected light to the diffusely reflected portion. In the case of very smooth surfaces, the directional reflection prevails, but in the case of rough surfaces the diffuse scattering prevails.

Ein kalter Schweißpunkt besitzt eine andere Rauhigkeit (Rauhtiefe) als ein heißer Schweißpunkt, denn ein heißer Schweißpunkt hat eine entspanntere Oberfläche als ein kalter Schweißpunkt. Die Rauhtiefe bzw. der Glanz des Schweißpunktes ist somit ein indirektes Maß für die Temperatur des Schweißpunktes.A cold weld has a different roughness (roughness) than a hot weld, because a hot weld has a more relaxed surface than a cold weld. The roughness or the gloss of the spot weld is thus an indirect measure of the temperature of the spot weld.

Bei der Herstellung von Fahrzeugkarosserien werden meist zwei, mitunter aber auch drei Blechteile durch Punktschweißtechnik miteinander verbunden. Anhand der Oberflächentemperatur des jeweiligen Schweißpunktes lässt sich auf die Güte der Schweißpunktverbindung schließen. Sollte während des Punktschweißens von zwei oder drei Blechteilen keine Schweißverbindung entstehen, so wird der Schweißpunkt wegen der relativ kleinen Masse des Schweißpunktes extrem heißer sein, als beim Zustandekommen einer Schweißverbindung und der entsprechenden größeren Masse des Schweißpunktes. Ein solcher extrem heißer Schweißpunkt wäre somit eindeutig als fehlerhaft zu beurteilen. Dementsprechend ist bei zwei durch Punktschweißen zusammengefügten Blechteilen der jeweilige Schweißpunkt aufgrund der kleineren Masse des Schweißpunktes heißer als ein Schweißpunkt von drei durch Punktschweißen miteinander verbundenen Blechteilen. Allgemein lässt sich somit feststellen, dass ein frisch hergestellter Schweißpunkt umso heißer ist, je dünner die zu verbindenden Bleche sind bzw. je geringer die Masse des Schweißpunktes ist. Umgekehrt gilt, je dicker die Masse des Schweißpunktes ist bzw. je dicker die zu verbindenden Bleche sind, desto kühler ist der frisch hergestellte Schweißpunkt.In the manufacture of vehicle bodies usually two, sometimes even three sheet metal parts are connected by spot welding technology. On the basis of the surface temperature of the respective welding point can be concluded on the quality of the weld connection. Should there be no weld joint during the spot welding of two or three sheet metal parts, the weld point will be extremely hotter due to the relatively small mass of the weld point than when a weld joint and the corresponding greater mass of the weld point is established. Such an extremely hot spot weld would therefore be clearly considered faulty. Accordingly, with two sheet metal parts joined together by spot welding, the particular spot weld is hotter than a spot weld of three sheet metal parts joined together by spot welding due to the smaller mass of the spot weld. In general, it can thus be established that the thinner the metal sheets to be joined, or the lower the mass of the welding point, is, the hotter a freshly produced spot weld. Conversely, the thicker the mass of the welding point is or the thicker the sheets to be joined, the cooler is the freshly produced spot weld.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Temperatur, vorzugsweise die Farbtemperatur der jeweiligen Schweißstelle (z. B. Schweißpunkt) gemessen. Hierzu wird eine Photodiode verwendet.In the method according to the invention, the temperature, preferably the color temperature of the respective weld (eg spot weld) is measured. For this purpose, a photodiode is used.

Hinsichtlich der Temperatur- bzw. Farbtemperaturmessung ist zu berücksichtigen, dass mit dieser Messung die Punktschweißtemperatur nicht unmittelbar gemessen wenden kann, da zunächst die Schweißzange geöffnet und von der Punktschweißstelle entfernt werden muss, bevor die Messung beginnen kann. Bei Beginn der Messung hat sich der Schweißpunkt bereits um einen relativ großen Betrag abgekühlt. Zur Ermittlung der tatsächlichen Punktschweißtemperatur (Kerntemperatur) wird die Temperatur vom Beginn der Messung bis zum Unterschreiten einer bestimmten Temperatur, z. B. einer Temperatur von 525°C, bewertet und anhand des so erfassten Temperaturverlaufes durch Extrapolation über ein zeitliches Abkühlfenster die tatsächliche Punktschweißtemperatur (Kerntemperatur) errechnet (vgl. 2). Auf diese Weise lässt sich die tatsächliche Punktschweißtemperatur (Kerntemperatur) während des Schweißvorgangs genau ermitteln.With regard to the temperature or color temperature measurement, it must be taken into account that with this measurement the spot welding temperature can not be measured directly, since first the welding tongs must be opened and removed from the spot welding point before the measurement can begin. At the beginning of the measurement, the spot has already cooled by a relatively large amount. To determine the actual spot welding temperature (core temperature), the temperature is from the beginning of the measurement to below a certain temperature, eg. B. a temperature of 525 ° C, and evaluated on the basis of the temperature curve thus detected by extrapolation over a temporal cooling window, the actual spot welding temperature (core temperature) (see. 2 ). In this way, the actual spot welding temperature (core temperature) during the welding process can be accurately determined.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Qualität einer zu prüfenden Schweißstelle anhand der genannten drei Messungen (Temperaturmessung bzw. Farbtemperaturmessung, Wellenlängenmessung und Glanzmessung) beurteilt, die gleichzeitig durchgeführt werden. Die gleichzeitige Durchführung der drei Messungen schließt eine Fehlbeurteilung aus, da alle drei Messungen automatisch verglichen und auf Plausibilität überwacht werden.In the method according to the invention, the quality of a weld to be tested is assessed on the basis of the three measurements mentioned (temperature measurement or color temperature measurement, wavelength measurement and gloss measurement), which are carried out simultaneously. The simultaneous performance of the three measurements precludes a misjudgment since all three measurements are automatically compared and monitored for plausibility.

Eine Prüfvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun mit Bezug auf die 3 und 4 der Zeichnung erläutert.A test apparatus for carrying out the method according to the invention will now be described with reference to FIGS 3 and 4 explained the drawing.

Die in 3 schematisch dargestellte Prüfvorrichtung besteht aus einem rohrförmigen Gehäuse 1, an dem drei rohrförmige Abzweige 2, 3, 4 ausgebildet sind, die im wesentlichen rechtwinklig zur Längsmittelachse M des Gehäuses 1 abzweigen. Am unteren Ende des rohrförmigen Gehäuses 1 ist eine aus zwei bikonvexen Sammellinsen 5, 6 bestehende Optik 7 angeordnet, die mittels einer Fokussiereinrichtung 8 parallel zur Längsmittelachse M des rohrförmigen Gehäuses 1 nach unten bzw. nach oben zur Einstellung der Brennweite B verfahrbar ist.In the 3 schematically illustrated test device consists of a tubular casing 1 , at the three tubular branches 2 . 3 . 4 are formed, which is substantially perpendicular to the longitudinal center axis M of the housing 1 branch. At the lower end of the tubular housing 1 is one of two biconvex converging lenses 5 . 6 existing optics 7 arranged by means of a focusing device 8th parallel to the longitudinal center axis M of the tubular housing 1 downwards or upwards for setting the focal length B is movable.

An dem die Optik 7 und die Fokussiereinrichtung 8 aufweisenden Gehäuseteil ist ein Halter 9 angebracht, an dem eine Laserlichtquelle 10 schwenkbar gelagert ist. Oberhalb des die Optik 7 aufweisenden Gehäuseteils ist ein teleskopartig ein- und ausfahrbares Stellglied 11 befestigt, dessen äußeres Ende am oberen Ende der Laserlichtquelle 10 angelenkt ist. Das teleskopartig verstellbare Stellglied 11 dient der Justierung des Einfallswinkels des von der Laserlichtquelle 10 ausgehenden Laserstrahls 12 auf eine Bildebene 13, in welcher sich eine zu prüfende Schweißstelle befindet. Die Verstellung des Stellgliedes 11 erfolgt automatisch in Abhängigkeit eines von einem optischen Schärfesensor 14 abgegebenen Stellsignals. Der optische Schärfesensor 14 ist in dem im wesentlich rechtwinklig vom rohrförmigen Gehäuse 1 abzweigenden Rohrabschnitt 4 angeordnet, der dem Rohrabschnitt 2 gegenüberliegt.At the the optics 7 and the focusing device 8th having housing part is a holder 9 attached to which a laser light source 10 is pivotally mounted. Above the the optics 7 having housing part is a telescopically extendable and retractable actuator 11 fixed, the outer end at the upper end of the laser light source 10 is articulated. The telescopically adjustable actuator 11 is used to adjust the angle of incidence of the laser light source 10 outgoing laser beam 12 on an image plane 13 in which there is a weld to be tested. The adjustment of the actuator 11 takes place automatically depending on one of an optical focus sensor 14 delivered control signal. The optical focus sensor 14 is in the substantially rectangular from the tubular housing 1 branching pipe section 4 arranged, which is the pipe section 2 opposite.

Die Laserlichtquelle 10 erzeugt einen Laserstrahl 12, der vorzugsweise eine Wellenlänge von etwa 670 nm besitzt. Von dem auf die Bildebene 13 bzw. die zu prüfende Schweißstelle auftreffenden Laserlicht, wird ein bestimmter Anteil in Richtung der Längsmittelachse M des rohrförmigen Gehäuses 1 der Prüfvorrichtung reflektiert. Die Größe des Anteils des reflektierten Laserlichtes ist von der Rauhtiefe der zu prüfenden heißen Schweißstelle (Schweißpunkt) sowie von der Farbtemperatur der Schweißstelle abhängig.The laser light source 10 generates a laser beam 12 which preferably has a wavelength of about 670 nm. From that to the picture plane 13 or the welding spot to be tested incident laser light, a certain proportion in the direction of the longitudinal center axis M of the tubular housing 1 the tester reflects. The size of the proportion of the reflected laser light depends on the roughness depth of the hot weld to be tested (spot weld) and on the color temperature of the weld.

Im rohrförmigen Gehäuse 1 ist auf Höhe des rechtwinklig abzweigenden Rohrabschnitts 2 ein erster Strahlenteiler 15 angeordnet. Der Strahlenteiler 15 lenkt den überwiegenden Teil des reflektierten Laserlichtes auf eine am Ende des Rohrabschnitts 2 angeordnete Photodiode 16 ab. Mittels der Photodiode 16 wird der Glanz der zu prüfenden Schweißstelle erfasst. Die Photodiode 16 gibt ihr Meßsignal an eine Auswerteeinrichtung (nicht gezeigt) ab. Hinter bzw. oberhalb des Strahlenteilers 15 ist ein laserlichtsperrender Filter 17 zur Sperrung des transmittierten Teils des reflektierten Laserlichtes angeordnet.In the tubular housing 1 is at the height of the right-angled branching pipe section 2 a first beam splitter 15 arranged. The beam splitter 15 directs the vast majority of the reflected laser light to one at the end of the tube section 2 arranged photodiode 16 from. By means of the photodiode 16 the gloss of the weld to be tested is recorded. The photodiode 16 outputs its measuring signal to an evaluation device (not shown). Behind or above the beam splitter 15 is a laser light blocking filter 17 arranged to block the transmitted part of the reflected laser light.

Die von der zu prüfenden Schweißstelle als Licht emittierte Temperaturstrahlung wird ebenfalls über die Optik 7 erfasst und gelangt über den ersten Strahlenteiler 15 und den Sperrfilter 17 zu einem zweiten Strahlenteiler 18, der im rohrförmigen Gehäuse 1 auf Höhe des davon abzweigenden Rohrabschnitts 3 angeordnet ist. Ein Teil der von der zu prüfenden Schweißstelle als Licht emittierten Temperaturstrahlung wird von dem zweiten Strahlenteiler 18 auf eine am Ende des Rohrabschnitts 3 angeordnete Photodiode 19 umgelenkt, die der Erfassung der Temperatur bzw. Farbtemperatur der zu prüfenden Schweiß stelle dient. Auch die Photodiode 19 gibt ihr Meßsignal an die oben erwähnte (nicht gezeigte) Auswerteeinrichtung ab.The temperature radiation emitted as light by the weld to be tested is likewise transmitted via the optics 7 detects and passes through the first beam splitter 15 and the notch filter 17 to a second beam splitter 18 in the tubular housing 1 at the height of the branching off pipe section 3 is arranged. Part of the temperature radiation emitted as light by the weld to be tested is emitted by the second beam splitter 18 on one at the end of the pipe section 3 arranged photodiode 19 deflected, which serves to detect the temperature or color temperature of the weld to be tested. Also the photodiode 19 outputs its measuring signal to the above-mentioned (not shown) evaluation.

Der durch den zweiten Strahlenteiler 18 hindurchtretende Lichtanteil 20 (Temperaturstrahlung) trifft auf eine Lochblende 21, die zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufende, gleich ausgebildete Spaltöffnungen 22, 23 aufweist und dementsprechend zwei voneinander getrennte Lichtstrahlbereiche a, b erzeugt (vgl. 4). Oberhalb bzw. hinter der Lochmaske 21 ist ein Diffusor 24 angeordnet, der aus den beiden Lichtstrahlbereichen a, b ein Interferenzbild erzeugt. Je nach Wellenlänge des von der zu prüfenden Schweißstelle emittierten Lichtes (Temperaturstrahlung) erzeugt der Diffusor 24 unterschiedliche Interferenzbilder. Das jeweilige Interferenzbild wird durch eine CC'D-Kamera 25 erfasst, die am oberen Ende des rohrförmigen Gehäuses 1 angebracht ist. Anhand des jeweiligen Interferenzbildes lässt sich die Wellenlänge des von der zu prüfenden Schweißstelle emittierten Lichtes berechnen. Die Berechnung der Wellenlänge erfolgt mittels eines in der oben erwähnten (nicht gezeigten) Auswerteeinrichtung integrierten Rechners. Die Auswerteeinrichtung ist mit Einrichtungen zur Anzeige und Speicherung der Meßergebnisse versehen.The through the second beam splitter 18 passing light component 20 (Temperature radiation) hits a pinhole 21 , The two substantially parallel to each other, identically formed stomata 22 . 23 and accordingly two separate light beam areas a, b generated (see. 4 ). Above or behind the shadow mask 21 is a diffuser 24 arranged, which generates an interference pattern from the two light beam areas a, b. Depending on the wavelength of the light emitted by the weld to be tested (temperature radiation) generates the diffuser 24 different interference images. The respective interference pattern is by a CC'D camera 25 captured at the top of the tubular housing 1 is appropriate. On the basis of the respective interference pattern, the wavelength of the light emitted by the weld to be tested can be calculated. The calculation of the wavelength takes place by means of a computer integrated in the abovementioned evaluation device (not shown). The evaluation device is provided with means for displaying and storing the measurement results.

Wie erläutert, werden die Lasermessung, die Farbtemperaturmessung sowie die Interferenz- bzw. Wellenlängenmessung gleichzeitig durchgeführt, um eine zusammenführende, exakte Aussage über die Beschaffenheit der jeweils geprüften Schweißstelle zu erhalten. Dabei werden die gleichzeitig durchgeführten Messungen miteinander verglichen und bei Auftreten eines Widerspruchs zwischen den miteinander verglichenen Meßwerten gegebenenfalls wiederholt. Das jeweilige Prüfergebnis wird unmittelbar in einer Aufzeichnungseinrichtung gespeichert und auf einem geeigneten Medium dokumentiert.As explained, the laser measurement, the color temperature measurement and the interference or wavelength measurement are carried out simultaneously to obtain a merging, exact statement about the nature of each tested weld. In this case, the measurements carried out simultaneously are compared with one another and, if necessary, repeated if a contradiction occurs between the measured values compared with one another. The respective test result is stored directly in a recording device and documented on a suitable medium.

Die vorstehenden Ausführungen machen deutlich, dass durch die Erfindung eine berührungslose Online-Meßmethode zur Prüfung von Schweißstellen, insbesondere Schweißpunkten, zur Verfügung gestellt wird, bei der die Prüfung von Schweißstellen, deren Bewertung, Speicherung und Dokumentation der Meßergebnisse in Echtzeit erfolgt. Das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechende Prüfvorrichtung erfüllen somit höchste Anforderungen an die Qualitätssicherung bei der Herstellung von Schweißverbindungen.The above explanations make it clear that the invention provides a non-contact online measuring method for testing welds, in particular spot welds, in which the inspection of welds, their evaluation, storage and documentation of the measurement results takes place in real time. The inventive method and the corresponding test device thus meet the highest quality assurance requirements in the production of welded joints.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
rohrförmiges Gehäusetubular housing
22
abzweigender Gehäuseabschnittbranching housing section
33
abzweigender Gehäuseabschnittbranching housing section
44
abzweigender Gehäuseabschnittbranching housing section
55
Sammellinseconverging lens
66
Sammellinseconverging lens
77
Optikoptics
88th
Fokussiereinrichtungfocusing
99
Halterholder
1010
LaserlichtquelleLaser light source
1111
Stellglied (Justiereinrichtung)Actuator (adjusting device)
1212
Laserstrahllaser beam
1313
zu prüfende Schweißstelle (Bildebene)weld to be tested (image plane)
1414
Schärfesensorfocus sensor
1515
Strahlenteilerbeamsplitter
1616
Photodiodephotodiode
1717
Sperrfiltercut filter
1818
Strahlenteilerbeamsplitter
1919
Photodiodephotodiode
2020
transmittierter Lichtanteiltransmitted light component
2121
Lochmaskeshadow mask
2222
Spaltöffnunggap opening
2323
Spaltöffnunggap opening
2424
Diffusordiffuser
2525
CCD-KameraCCD camera
BB
Brennweitefocal length
MM
LängsmittelachseLongitudinal central axis

Claims (15)

Verfahren zur berührungslosen Prüfung von Schweißstellen, wie Schweißpunkten oder Schweißnähten, dadurch gekennzeichnet, das die Qualität einer zu prüfenden Schweißstelle anhand von mindestens drei gleichzeitig nach dem Schweißen durchgeführten Messungen beurteilt wird, umfassend a) eine Lasermessung zur Erfassung des Glanzes der zu prüfenden Schweißstelle als indirektes Maß für die Temperatur der Schweißstelle, b) eine Temperaturmessung zur Erfassung der Temperatur oder Farbtemperatur der zu prüfenden Schweißstelle, und c) eine Interferenzmessung zur Erfassung der Wellenlänge der von der zu prüfenden Schweißstelle als Licht emittierten Temperaturstrahlung wobei die Ergebnisse der gleichzeitig durchgeführten Messungen automatisch miteinander verglichen werden und bei Auftreten eines Widerspruchs zwischen miteinander verglichenen Messwerten ein Fehlerprotokoll erstellt wird.Method for the non-contact inspection of welds, such as welds or welds, characterized in that the quality of a weld to be tested is assessed on the basis of at least three measurements taken simultaneously after welding, comprising a) a laser measurement to detect the gloss of the weld to be tested as indirect Measure the temperature of the weld; b) measure the temperature or color temperature of the weld to be tested; and c) measure the wavelength of the temperature radiation emitted by the weld to be tested, with the results of the measurements taken simultaneously automatically with each other to be compared and an error log is created when a contradiction between measured values is compared. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Temperaturmessung der zeitliche Verlauf der Temperatur oder Farbtemperatur der sich abkühlenden, zu prüfenden Schweißstelle erfasst und anhand des zeitlichen Verlaufes der Temperatur bzw. Farbtemperatur die Temperatur, welche die zu prüfende Schweißstelle unmittelbar am Ende des Schweißvorgangs besitzt, ermittelt wird.A method according to claim 1, characterized in that by means of the temperature measurement of the time course of the temperature or color temperature of the cooling, to be tested weld detected and based on the time course of the temperature or color temperature, the temperature of the weld to be tested immediately at the end of the welding process own, is determined. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Interferenzmessung mittels einer Lochmaske (21) und eines Diffusors (24) ein von der Wellenlänge der als Licht emittierten Temperaturstrahlung abhängiges Interferenzbild erzeugt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that in the interference measurement by means of a shadow mask ( 21 ) and a diffuser ( 24 ) is generated by the wavelength of the light emitted as a temperature-dependent interference image. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Interferenzbild mittels einer CCD-Kamera (25) erfasst und mittels eines Rechners in eine entsprechende Wellenlänge umgerechnet wird.A method according to claim 3, characterized in that the interference image by means of a CCD camera ( 25 ) and converted by means of a computer in a corresponding wavelength. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass von der zu prüfenden Schweißstelle reflektiertes Laserlicht und die von der zu prüfenden Schweißstelle als Licht emittierte Temperaturstrahlung mittels einer gemeinsamen Optik (7) erfasst werden, der mehrere Strahlenteiler (15, 18) nachgeordnet sind, wobei hinter dem Strahlenteiler (15), der einen Teil des reflektierten Laserlichtes auf einen Laserlichtsensor (16), vorzugsweise eine Photodiode, umlenkt, die den Glanz der zu prüfenden Schweißstelle erfasst und ihr Meßsignal an eine Auswerteeinheit abgibt, ein laserlichtsperrender Filter (17) zur Sperrung des transmittierten Teils des reflektierten Laserlichtes angeordnet ist.Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that laser light reflected by the weld to be tested and the thermal radiation emitted as light by the weld to be tested are conveyed by means of a common optical system ( 7 ), which has a plurality of beam splitters ( 15 . 18 ), wherein behind the beam splitter ( 15 ), a part of the reflected laser light on a laser light sensor ( 16 ), preferably a photodiode, deflects, which detects the gloss of the weld to be tested and outputs its measurement signal to an evaluation unit, a laser light-blocking filter ( 17 ) is arranged to block the transmitted part of the reflected laser light. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennweite der gemeinsamen Optik (7) mittels einer Fokussiereinrichtung (8) eingestellt wird.A method according to claim 5, characterized in that the focal length of the common optics ( 7 ) by means of a focusing device ( 8th ) is set. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfergebnis gespeichert und/oder dokumentiert wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the test result is stored and / or documented. Prüfvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch – eine Laserlichtquelle (10), deren Laserstrahl (12) auf eine zu prüfende Schweißstelle (13) richtbar ist, – eine Einrichtung (16) zur Erfassung von Laserlicht, welches von der zu prüfenden Schweißstelle reflektiert wird, – eine Einrichtung (19) zur Erfassung der Temperatur oder Farbtemperatur der zu prüfenden Schweißstelle, – eine Einrichtung (21, 24), die ein von der Wellenlänge der als Licht emittierten Temperaturstrahlung abhängiges Interferenzbild erzeugt, eine Einrichtung (25) zur Erfassung des erzeugten Interferenzbildes, und – einen Rechner, der aus dem erzeugten Interferenzbild eine entsprechende Wellenlänge berechnet.Test device for carrying out the method according to one of Claims 1 to 7, characterized by a laser light source ( 10 ), whose laser beam ( 12 ) to a weld to be tested ( 13 ), - a facility ( 16 ) for detecting laser light which is reflected by the weld to be tested, - a device ( 19 ) for detecting the temperature or color temperature of the weld to be tested, - a device ( 21 . 24 ) generating an interference image dependent on the wavelength of the temperature radiation emitted as light, means ( 25 ) for detecting the generated interference image, and - a computer which calculates a corresponding wavelength from the generated interference image. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung eines Interferenzbildes aus einer Lochmaske (21) und einem Diffusor (24) gebildet ist.Apparatus according to claim 8, characterized in that the means for generating a Interference image from a shadow mask ( 21 ) and a diffuser ( 24 ) is formed. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erfassung des erzeugten Interferenzbildes aus einer CCD-Kamera (25) gebildet ist.Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that the means for detecting the generated interference image from a CCD camera ( 25 ) is formed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Laserlichterfassung mindestens eine Sammellinse (5, 6) umfassende Optik (7) aufweist, mit der auch die von der zu prüfenden Schweißstelle als Licht emittierte Temperaturstrahlung erfassbar ist, wobei hinter der mindestens einen Sammellinse (5, 6) ein Strahlenteiler (15) angeordnet ist, der einen Teil des von der zu prüfenden Schweißstelle reflektierten Laserlichtes auf einen Laserlichtsensor (16) umlenkt, und wobei hinter dem Strahlenteiler (15) ein laserlichtsperrender Filter (17) zur Sperrung des transmittierten Teils des reflektierten Laserlichtes angeordnet ist.Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that the means for laser light detection at least one convergent lens ( 5 . 6 ) comprehensive optics ( 7 ), with which also the temperature radiation emitted by the weld to be tested can be detected, wherein behind the at least one converging lens ( 5 . 6 ) a beam splitter ( 15 ) is arranged which a part of the laser light reflected from the weld to be tested on a laser light sensor ( 16 ) and behind the beam splitter ( 15 ) a laser light blocking filter ( 17 ) is arranged to block the transmitted part of the reflected laser light. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik (7) mit einer Fokussiereinrichtung (8) versehen ist.Device according to claim 11, characterized in that the optics ( 7 ) with a focusing device ( 8th ) is provided. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet dass die Laserlichtquelle (10) beweglich gelagert und mittels einer Justiereinrichtung (11) automatisch justierbar ist, wobei der Justiereinrichtung (11) ein optischer Schärfesensor (14) zugeordnet ist, dessen Ausgangssignal zur Steuerung der Justiereinrichtung (11) verwendbar ist.Device according to one of claims 8 to 12, characterized in that the laser light source ( 10 ) movably mounted and by means of an adjusting device ( 11 ) is automatically adjustable, wherein the adjusting device ( 11 ) an optical focus sensor ( 14 ), whose output signal for controlling the adjusting device ( 11 ) is usable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, desweiteren gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Speicherung und/oder Dokumentation des jeweiligen Prüfergebnisses.Device according to one of claims 8 to 13, further characterized by means for storing and / or documenting the respective test result. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Auswerteeinheit aufweist.Device according to one of claims 8 to 14, characterized in that it comprises an evaluation unit.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007035609B4 (en) 2007-07-30 2021-09-16 Ivoclar Vivadent Ag Method for the optical control of the course of a physical and / or chemical process taking place on a surface of a body
US8183497B2 (en) * 2007-09-28 2012-05-22 Korea Nuclear Fuel Co., Ltd. Apparatus for and method of welding spacer grid
DE102021208648A1 (en) 2021-08-09 2023-02-09 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Test method for process quality check and test device

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2751643A1 (en) * 1976-11-17 1978-05-18 Aerospatiale METHOD AND DEVICE FOR QUALITY CONTROL OF RESISTANCE WELDING POINTS
DE4039847A1 (en) * 1990-12-13 1992-06-17 Siemens Ag Testing quality of a spot weld - by monitoring induced thread-voltage in weld directly after welding
DE4408291A1 (en) * 1994-03-11 1995-11-09 Abb Patent Gmbh Automated optical weld seam testing
US5714734A (en) * 1996-11-08 1998-02-03 Mcdermott Technology, Inc. Inspection and control of titanium welds
DE19740024C1 (en) * 1997-09-11 1999-03-11 Siemens Ag Method for contact-less testing of weld spots
DE19935777A1 (en) * 1998-12-07 2000-06-15 Mitsubishi Electric Corp Weld quality checking equipment used, e.g., during weld trimming controls welding machine in accordance with comparison between weld region surface temperature and reference temperature
DE19962918A1 (en) * 1998-12-24 2000-06-29 Christian Florin Non-destructive infra-red test process for welded, coated and/or laminar material work-piece continual operation with rapidly changing materials
DE10013892A1 (en) * 1999-03-23 2000-12-28 Nissan Motor Method and device for determining the welding quality at a weld between workpieces

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2751643A1 (en) * 1976-11-17 1978-05-18 Aerospatiale METHOD AND DEVICE FOR QUALITY CONTROL OF RESISTANCE WELDING POINTS
DE4039847A1 (en) * 1990-12-13 1992-06-17 Siemens Ag Testing quality of a spot weld - by monitoring induced thread-voltage in weld directly after welding
DE4408291A1 (en) * 1994-03-11 1995-11-09 Abb Patent Gmbh Automated optical weld seam testing
US5714734A (en) * 1996-11-08 1998-02-03 Mcdermott Technology, Inc. Inspection and control of titanium welds
DE19740024C1 (en) * 1997-09-11 1999-03-11 Siemens Ag Method for contact-less testing of weld spots
DE19935777A1 (en) * 1998-12-07 2000-06-15 Mitsubishi Electric Corp Weld quality checking equipment used, e.g., during weld trimming controls welding machine in accordance with comparison between weld region surface temperature and reference temperature
DE19962918A1 (en) * 1998-12-24 2000-06-29 Christian Florin Non-destructive infra-red test process for welded, coated and/or laminar material work-piece continual operation with rapidly changing materials
DE10013892A1 (en) * 1999-03-23 2000-12-28 Nissan Motor Method and device for determining the welding quality at a weld between workpieces

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