DE102017125033A1

DE102017125033A1 - Processes and industrial robots for testing welded joints, in particular spot welds

Info

Publication number: DE102017125033A1
Application number: DE102017125033.6A
Authority: DE
Inventors: Ronny Dörrbeck; Steffen Eckardt; Allen Xiong
Original assignee: Ese Robotics GmbH; Ese-Robotics GmbH
Current assignee: Ese Robotics GmbH; Ese-Robotics GmbH
Priority date: 2017-10-25
Filing date: 2017-10-25
Publication date: 2019-04-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von Schweißverbindungen, insbesondere von Schweißpunkten, von Werkstücken (101) mittels eines Industrieroboters (1). Dabei ist vorgesehen, dass der Industrieroboter (1) ein Messwerkzeug trägt, das eine optische Einrichtung (2) zur Aufnahme einer Abbildung einer zu prüfenden Schweißverbindung und einen Messkopf (4) zur Prüfung der Schweißverbindung aufweist, wobei sich das Werkstück (101), das die Schweißverbindung aufweist, in einer Messposition befindet, so dass die erwarteten Lagekoordinaten, an denen die Schweißverbindung liegen sollte, bekannt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte umfasst:
(a) Positionieren des Industrieroboters (1), so dass die optische Einrichtung (2) zur Aufnahme einer Abbildung der zu prüfenden Schweißverbindung in der Lage ist;
(b) Aufnehmen zumindest einer Abbildung der zu prüfenden Schweißverbindung und Bestimmen der realen Lagekoordinaten, an denen die Schweißverbindung liegt;
(c) Ausrichten des Messkopfes (4) auf die realen Lagekoordinaten der zu prüfenden Schweißverbindung; und
(d) Prüfen der Schweißverbindung mittels des Messkopfes (4).

The invention relates to a method for testing welded joints, in particular welding spots, of workpieces (101) by means of an industrial robot (1). It is provided that the industrial robot (1) carries a measuring tool which has an optical device (2) for receiving an image of a welded joint to be tested and a measuring head (4) for testing the welded joint, wherein the workpiece (101), the the welded joint is in a measuring position so that the expected position coordinates on which the welded joint should lie are known, characterized in that the method comprises the steps of:
(a) positioning the industrial robot (1) so that the optical device (2) is capable of imaging the weld to be tested;
(b) taking at least one image of the welded joint to be tested and determining the real position coordinates at which the welded joint is located;
(c) aligning the measuring head (4) with the real position coordinates of the welded joint to be tested; and
(d) Checking the welded joint by means of the measuring head (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Industrieroboter zur Prüfung von Schweißverbindungen, insbesondere von Schweißpunkten. Das Verfahren und der Industrieroboter sind insbesondere zur automatisierten Prüfung von Schweißverbindungen geeignet.The invention relates to a method and an industrial robot for testing welded joints, in particular spot welds. The method and the industrial robot are particularly suitable for the automated testing of welded joints.

Zur Materialverbindung von Blechen werden insbesondere in der Automobilindustrie Punktschweiß-Verfahren eingesetzt. Die Prüfung der dabei erhaltenen Schweißpunkte spielt daher in der Automobilindustrie eine große Rolle, auch wenn weder die Punktschweiß-Verfahren noch die Prüfung der Schweißpunkte auf die Automobilindustrie beschränkt sind. Zur Prüfung der Qualität von Schweißpunkten werden flächendeckend in allen Automobilwerken dieser Welt Ultraschallmessverfahren eingesetzt. Diese Prüfung beschränkt sich zudem nur auf wenige Stichproben je Produktionsschicht. Außerdem wird die Prüfung immer nur als manuelle Prüfung durch Personal vorgenommen. Im Hinblick auf die hohe Zahl an Schweißpunkten, die erforderlich ist, um Bleche miteinander zu verbinden, würde eine manuelle Prüfung aller Schweißpunkte einen sehr hohen zeitlichen Aufwand bedeuten. Außerdem ist die Lage eines Schweißpunktes an einem Werkstück zwar grob bekannt, seine exakte Position kann aber von der erwarteten Position abweichen. Selbst geringe Abweichungen würden eine Prüfung, die solche Abweichungen nicht berücksichtigt, zwecklos machen. Die manuelle Prüfung erlaubt immerhin eine präzise Ausrichtung einer Ultraschallsonde, wobei auch hier das Prüfungsergebnis noch immer von der Person des Prüfers abhängt. Die Prüfungsergebnisse sind daher in der Regel nicht reproduzierbar.For material bonding of sheet metal spot welding processes are used in particular in the automotive industry. The inspection of the welds obtained thereby plays a major role in the automotive industry, even if neither the spot welding method nor the examination of the welds are limited to the automotive industry. To test the quality of spot welds, ultrasound measuring methods are used across the board in all car factories worldwide. This test is limited to only a few samples per production shift. In addition, the check is always made only as a manual check by personnel. In view of the high number of welds required to join sheets together, a manual inspection of all welds would require a great deal of time. In addition, although the location of a spot weld on a workpiece is roughly known, its exact location may differ from the expected location. Even minor deviations would make a test that does not take into account such deviations useless. After all, the manual examination allows a precise alignment of an ultrasound probe, whereby here too the test result still depends on the person of the examiner. The test results are therefore usually not reproducible.

Die bekannte Vorgehensweise ist damit für eine konstante Sicherung der Produktionsqualität und -stabilität ungeeignet, da nur ein verschwindend geringer Teil der Produktion erfasst werden kann. Eventuelle Einbrüche der Qualität werden unter Umständen viel zu spät bzw. nie erkannt und erfasst. Eine Qualitätsprüfung der Schweißpunkte ist zudem unumgänglich, da die für jeden Schweißpunkt gespeicherten Schweißparameter geringe Aussagekraft über dessen Güte beinhalten.The known procedure is thus unsuitable for a constant assurance of the production quality and stability, since only a negligible part of the production can be detected. Any break-in in quality may well be detected too late or never detected. A quality inspection of the welds is also essential, since the welding parameters stored for each weld point contain little significance for its quality.

Bekannt ist ferner die Prüfung der Qualität von Schweißpunkten mittels elektrischem Strom, beispielsweise mittels Wirbelstrom. Diese Methodik ist weniger weit verbreitet. Sie ist bisher ebenso wie die Prüfung mittels Ultraschalls auf Stichproben beschränkt.Also known is the examination of the quality of welds by means of electric current, for example by means of eddy current. This methodology is less widespread. So far, it has been limited to samples as well as ultrasonic testing.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung angegeben werden, die eine automatisierte Prüfung von Schweißpunkten erlauben. Das Verfahren und die Vorrichtung sollen in eine Fertigungslinie für Materialverbunde integrierbar sein. Sie sollen eine bessere Sicherung der Qualität von Schweißpunkten ermöglichen und letztendlich zu einer umfassenden Qualitätsüberwachung der verschweißten Bauteile beitragen.The object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art. In particular, a method and a device are to be specified which permit automated testing of spot welds. The method and the device should be able to be integrated into a production line for composite materials. They are intended to improve the quality of welds and ultimately contribute to a comprehensive quality control of the welded components.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 10 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.This object is solved by the features of claims 1 and 10. Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the features of the dependent claims.

Nach Maßgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Prüfung von Schweißverbindungen, insbesondere von Schweißpunkten, von Werkstücken mittels eines Industrieroboters vorgesehen. Der Industrieroboter trägt dazu ein Messwerkzeug, das zumindest eine optische Einrichtung zur Aufnahme einer Abbildung einer zu prüfenden Schweißverbindung und einen Messkopf zur Prüfung der Schweißverbindung aufweist. Das Werkstück, das die Schweißverbindung aufweist, befindet sich in einer Messposition, so dass die erwarteten Lagekoordinaten, an denen die Schweißverbindung liegen sollte, bekannt sind. Das Verfahren umfasst die Schritte:

(a) Positionieren des Industrieroboters, so dass die optische Einrichtung zur Aufnahme einer Abbildung der zu prüfenden Schweißverbindung in der Lage ist;
(b) Aufnehmen zumindest einer Abbildung der zu prüfenden Schweißverbindung und Bestimmen der realen Lagekoordinaten, an denen die Schweißverbindung liegt;
(c) Ausrichten des Messkopfes auf die realen Lagekoordinaten der zu prüfenden Schweißverbindung; und
(d) Prüfen der Schweißverbindung mittels des Messkopfes.

According to the invention, a method for testing welded joints, in particular welding points, of workpieces by means of an industrial robot is provided. For this purpose, the industrial robot carries a measuring tool which has at least one optical device for receiving an image of a welded connection to be tested and a measuring head for checking the welded connection. The workpiece having the weld joint is in a measurement position so that the expected position coordinates at which the weld joint should lie are known. The method comprises the steps:

(a) positioning the industrial robot so that the optical device is capable of imaging the weld to be tested;
(b) taking at least one image of the welded joint to be tested and determining the real position coordinates at which the welded joint is located;
(c) aligning the measuring head with the real position coordinates of the welded joint to be tested; and
(d) Checking the weld connection by means of the measuring head.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine automatisierte Prüfung von Schweißverbindungen, insbesondere von Schweißpunkten oder Schweißnähten. Das Verfahren kann in eine Fertigungslinie für Materialverbunde integriert werden. Zur Realisierung des Verfahrens kann insbesondere der nachstehend beschriebene erfindungsgemäße Industrieroboter eingesetzt werden. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine bessere Sicherung der Qualität von Schweißverbindungen, insbesondere von Schweißnähten oder Schweißpunkten erreicht werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann ein automatisiertes Verfahren sein.The method according to the invention allows an automated testing of welded joints, in particular welds or welds. The process can be integrated into a production line for composite materials. To implement the method, in particular the industrial robot according to the invention described below can be used. By means of the method according to the invention, a better assurance of the quality of welded joints, in particular of welded seams or spot welds, can be achieved. The method according to the invention can be an automated method.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend in Bezug auf die Prüfung von Schweißpunkten näher erläutert. Sie kann jedoch auch zur Prüfung von anderen Schweißverbindungen, beispielsweise Schweißnähten eingesetzt werden, sofern nachstehend nichts anderes angegeben ist.The method according to the invention will be explained in more detail below with reference to the examination of welds. However, it can also be used to test other welds, for example Welds are used, unless otherwise stated below.

Die optische Einrichtung ermöglicht eine exakte Lokalisierung des zu prüfenden Schweißpunktes. Dazu wird der Industrieroboter in Schritt (a) des erfindungsgemäßen Verfahrens so positioniert, dass die optische Einrichtung zur Aufnahme einer Abbildung des zu prüfenden Schweißpunktes in der Lage ist. Anschließend kann in Schritt (b) mittels der optischen Einrichtung eine Abbildung des zu prüfenden Schweißpunktes aufgenommen werden. Anhand dieser Aufnahme können die realen Lagekoordinaten, an denen der Schweißpunkt liegt, bestimmt werden. Zur Bestimmung der Lagekoordinaten kann ein kartesisches Koordinatensystem verwendet werden.The optical device allows an exact localization of the weld point to be tested. For this purpose, the industrial robot is positioned in step (a) of the method according to the invention so that the optical device is capable of receiving an image of the weld point to be tested. Subsequently, in step (b), an image of the weld spot to be tested can be recorded by means of the optical device. On the basis of this image, the real position coordinates at which the welding point lies can be determined. To determine the position coordinates, a Cartesian coordinate system can be used.

Die realen Lagekoordinaten sind die Lagekoordinaten, an denen sich der Schweißpunkt tatsächlich befindet, wenn sich das Werkstück in seiner Messposition befindet. Die Messposition ist die vorgegebene Lage des Werkstückes, beispielsweise in einer Fertigungsanlage wie einer Ausschweißlinie. Dabei kann sich das Werkstück in einer fixierten Position befinden. Die realen Lagekoordinaten unterscheiden sich von den erwarteten Lagekoordinaten. Die erwarteten Lagekoordinaten kennzeichnen die Nominalposition, in der sich der zu prüfenden Schweißpunkt befinden sollte. In einer typischen Fertigungsanlage wird das Werkstück in einer bekannten Art und Weise behandelt. Jedes Werkstück wird in einer bestimmten Ausrichtung in bestimmten aufeinanderfolgenden Stationen behandelt. Ein Schweißpunkt wird planmäßig an einer vorgegebenen Position an dem Werkstück gesetzt. Diese vorgegebene Position ist die Nominalposition des Schweißpunktes. Die Nominalposition ist jedoch nur die erwünschte Position, aber nicht die reale Position. Um diese reale Position zu ermitteln, werden die Schritte (a) und (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt.The real position coordinates are the position coordinates at which the welding point is actually located when the workpiece is in its measuring position. The measuring position is the predetermined position of the workpiece, for example in a production facility such as a welding line. In this case, the workpiece can be in a fixed position. The real position coordinates differ from the expected position coordinates. The expected position coordinates indicate the nominal position in which the spot to be tested should be located. In a typical manufacturing plant, the workpiece is treated in a known manner. Each workpiece is treated in a specific orientation in certain successive stations. A weld point is scheduled to be set at a predetermined position on the workpiece. This predetermined position is the nominal position of the welding point. However, the nominal position is only the desired position, but not the real position. In order to determine this real position, steps (a) and (b) of the method according to the invention are carried out.

Weil diese Ausrichtung bekannt ist, ist auch bekannt, wo sich der Schweißpunkt befinden sollte. In Schritt (a) kann das Positionieren des Industrieroboters daher so erfolgen, dass die optische Einrichtung eine Abbildung des Bereiches, in dem sich die Nominalposition des Schweißpunktes befindet, aufnehmen kann. Die in Schritt (b) erhaltene Aufnahme kann dann ausgewertet werden, um die reale Position des Schweißpunktes zu ermitteln. Abweichungen zwischen der Nominalposition, die durch ihre Lagekoordinaten - das sind die erwarteten Lagekoordinaten - gekennzeichnet ist, und der realen Position, die durch Lagekoordinaten - das sind die realen Lagekoordinaten - gekennzeichnet ist, können dann genutzt werden, um in Schritt (c) den Messkopf auf die realen Lagekoordinaten des zu prüfenden Schweißpunktes auszurichten.Because this alignment is known, it is also known where the spot weld should be. In step (a), the positioning of the industrial robot can therefore be carried out so that the optical device can take a picture of the area in which the nominal position of the welding point is located. The image obtained in step (b) can then be evaluated to determine the real position of the spot weld. Deviations between the nominal position, which is characterized by its position coordinates, ie the expected position coordinates, and the real position, which is characterized by position coordinates, that is the real position coordinates, can then be used to determine the measuring head in step (c) to align with the real position coordinates of the weld point to be tested.

Bei der optischen Einrichtung kann es sich beispielsweise um ein Kameramesssystem handeln. Beispiele eines derartigen Kameramesssystems sind 2D- oder 3D-Kameramesssysteme. Solche Systeme können eine Einrichtung zur Projizierung eines Messpunktes auf das Werkstück, beispielsweise einen Laser, und eine Einrichtung zur Aufnahme des vom Werkstück reflektierten Lichtes, beispielsweise eine CCD-Kamera, aufweisen. Unter Verwendung verschiedener Algorithmen aus der Bildverarbeitung (2D) und/oder mittels Triangulation (3D) kann dann die reale Position des Schweißpunktes berechnet werden.The optical device may be, for example, a camera measuring system. Examples of such a camera measuring system are 2D or 3D camera measuring systems. Such systems may include means for projecting a measurement point onto the workpiece, such as a laser, and means for receiving the light reflected from the workpiece, such as a CCD camera. Using different algorithms from the image processing ( 2D) and / or by triangulation ( 3D) then the real position of the welding point can be calculated.

Das 3D-Kameramesssystem kann auch das Prinzip einer Stereokamera zur Aufnahme von Abbildungen nutzen. Wird ein kartesisches Koordinatensystem zur Beschreibung der Nominalposition und der realen Position eines Schweißpunktes verwendet, so kann mit einem 3D-Kamerasystem die reale Position des Schweißpunktes durch seine x-, y- und z-Koordinaten erfasst werden. Ein 3D-Kameramesssystem kann mehrere Kameras umfassen. Weist es nur eine Kamera auf, so können die x-, y- und z-Koordinaten beispielsweise unter Verwendung des Prinzips der Streifenprojektion, bei der das Werkstück mit einem Streifenmuster, das eine vorgegebene Form aufweist, beleuchtet wird, unter Verwendung der Triangulation bestimmt werden. Für diese als Streifenbeleuchtung bekannte Beleuchtung können das oder die nachstehend beschriebenen Beleuchtungseinrichtungen eingesetzt werden. Die Bestimmung der realen Lagekoordinaten mittels des 3D-Kameramesssystems kann somit (i) auf der Streifenprojektion und der Triangulation oder (ii) auf der stereoskopischen Anordnung von zwei oder mehr Kameras und der Triangulation beruhen, wobei auch andere Prinzipien genutzt werden können.The 3D camera measuring system can also use the principle of a stereo camera to take pictures. If a Cartesian coordinate system is used to describe the nominal position and the real position of a weld point, a 3D camera system can capture the real position of the weld point through its x, y, and z coordinates. A 3D camera measuring system can include multiple cameras. If it has only one camera, the x, y, and z coordinates can be determined using, for example, the principle of fringe projection, in which the workpiece is illuminated with a fringe pattern having a predetermined shape, using triangulation , For this lighting known as strip lighting, the lighting device or lighting devices described below can be used. The determination of the real position coordinates by means of the 3D camera measuring system can thus be based (i) on fringe projection and triangulation or (ii) on the stereoscopic arrangement of two or more cameras and triangulation, whereby other principles can also be used.

Mit einem 2D-Kamerasystem werden nur zwei der drei Koordinaten, beispielsweise die x- und y-Koordinate, des kartesischen Koordinatensystems erfasst. Das Fehlen der z-Koordinate kann jedoch auf anderem Wege ausgeglichen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert somit lediglich die Erfassung von zwei Koordinaten, beispielsweise die x- und y-Koordinate, zur Bestimmung der realen Position des zu prüfenden Schweißpunktes. Um das Fehlen der z-Koordinate zu kompensieren, kann in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eine flexible Lagerung des Messkopfes vorgesehen sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Messkopf entlang der z-Achse bewegt wird, wenn mittels der optischen Einrichtung lediglich die x- und y-Koordinate erfasst werden. Die Bestimmung der realen Lagekoordinaten mittels des 2D-Kameramesssystem kann auf Bildverarbeitungsalgorithmen beruhen.With a 2D camera system, only two of the three coordinates, such as the x and y coordinates, of the Cartesian coordinate system are captured. However, the absence of the z-coordinate can be compensated by other means. The method according to the invention thus only requires the detection of two coordinates, for example the x and y coordinates, for determining the real position of the welding spot to be tested. In order to compensate for the absence of the z-coordinate, flexible mounting of the measuring head can be provided in one embodiment of the method according to the invention. For example, it can be provided that the measuring head is moved along the z-axis when only the x and y coordinates are detected by means of the optical device. The determination of the real position coordinates by means of the 2D camera measuring system can be based on image processing algorithms.

Die optische Einrichtung kann einen Fokus aufweisen. Der Fokus kann ein fixer Fokus sein. Der Industrieroboter kann in Schritt (a) derart positioniert werden, dass die optische Einrichtung auf die erwarteten Lagekoordinaten des zu prüfenden Schweißpunktes fokussiert ist. Es ist nicht zwingend erforderlich, dass die optische Einrichtung zur Aufnahme einer Abbildung in der Lage ist, die mehrere zu prüfenden Schweißpunkte zeigt. Es kann daher ausreichend sein, wenn die optische Einrichtung so positioniert wird, dass sie nur den zu prüfenden Schweißpunkt und keinen weiteren Schweißpunkt aufnehmen kann. Demzufolge zeigt in dieser Ausführungsform der Erfindung die Abbildung vorzugsweise nur einen Schweißpunkt, nämlich den zu prüfenden Schweißpunkt. Übersichtsaufnahmen, die mehrere Schweißpunkte zeigen, sind nicht erforderlich, weil die Nominalposition des zu prüfenden Schweißpunktes bekannt ist. Aufnahmen mit mehreren Schweißpunkten stellen jedoch kein Problem dar, da durch die bekannte Nominalposition und die Bildverarbeitung, der zu messende Schweißpunkt eindeutig lokalisiert und separiert werden kann. The optical device may have a focus. The focus can be a fixed focus. The industrial robot can be positioned in step (a) such that the optical device is focused on the expected position coordinates of the spot to be tested. It is not absolutely necessary that the optical device is capable of taking a picture showing multiple spot welds to be tested. It may therefore be sufficient if the optical device is positioned so that it can only pick up the weld point to be tested and no further welding point. Accordingly, in this embodiment of the invention, the image preferably shows only one welding spot, namely the spot to be tested. Overview shots showing multiple welds are not required because the nominal position of the spot weld to be tested is known. However, recordings with multiple spot welds are not a problem because the known nominal position and the image processing allow the spot to be measured to be clearly localized and separated.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann eine Kalibrierung der optischen Einrichtung umfassen. Die Kalibrierung wird vorteilhafterweise vor der erstmaligen Ausführung von Schritt (b) nach einer Neupositionierung des erfindungsgemäßen Industrieroboters ausgeführt.The inventive method may include a calibration of the optical device. The calibration is advantageously carried out before the first execution of step (b) after a repositioning of the industrial robot according to the invention.

Es kann zum Aufnehmen einer oder mehrerer Abbildungen des zu prüfenden Schweißpunktes in Schritt (b) vorgesehen sein, dass das Werkstück oder zumindest ein Bereich des Werkstückes, in dem sich die Nominalposition des zu prüfenden Schweißpunktes befindet, beleuchtet wird. Dazu kann der erfindungsgemäße Industrieroboter, insbesondere das Messwerkzeug, zumindest eine Beleuchtungseinrichtung aufweisen. Die Beleuchtung kann beispielsweise eine Beleuchtung mittels InfrarotLicht, ultraviolettem Licht oder innerhalb des visuellen Spektrums (VIS) sein. Es kann vorgesehen sein, dass eine Beleuchtung unter Anwendung einer vorgegebenen Beleuchtungsgeometrie oder unter Anwendung mehrerer verschiedener Beleuchtungsgeometrien vorgenommen wird. Der Begriff „Beleuchtungsgeometrie“ beschreibt die geometrische Form der Beleuchtung. Beispielsweise kann die Beleuchtung in Form eines Ringes, eines Spots oder eines Polygons erfolgen. Der Begriff „Beleuchtungsgeometrie“ kann ferner die Lage der Beleuchtung auf einer Oberfläche des Werkstückes beschreiben. Das heißt, dass eine erste Beleuchtungsgeometrie die gleiche Form wie eine zweite Beleuchtungsgeometrie aufweist, wobei die Lage der ersten Beleuchtungsgeometrie auf der Oberfläche des Werkstückes sich von der Lage der zweiten Beleuchtungsgeometrie auf der Oberfläche des Werkstückes unterscheidet. Die Beleuchtungsgeometrie kann durch die Anordnung und Ausrichtung der Beleuchtungseinrichtung(en) eingestellt werden. Beispielsweise kann eine schräge Beleuchtung vorgesehen sein. Bei einer schrägen Beleuchtung liegt die Achse der Lichtstrahlung - die als Strahlungsachse bezeichnet wird - in einem Winkel zur einer Achse, auf der der Schweißpunkt in seiner Nominalposition und der Tool Center Point (TCP) des Messkopfes liegt und die als Messachse bezeichnet wird. Die Messachse kann eine horizontale Achse sein. Der Winkel wird im Folgenden als Beleuchtungswinkel bezeichnet. Der Tool Center Point kann die Lage des Messkopfes im Bezug des Koordinatensystems zum Mittelpunkt des Roboterflansches der letzten Achse beschreiben.It may be provided for receiving one or more images of the weld spot to be tested in step (b) that the workpiece or at least a portion of the workpiece in which the nominal position of the weld point to be tested is illuminated. For this purpose, the industrial robot according to the invention, in particular the measuring tool, can have at least one illumination device. The illumination may, for example, be illumination by means of infrared light, ultraviolet light or within the visual spectrum (VIS). It can be provided that illumination is performed using a predetermined illumination geometry or using a plurality of different illumination geometries. The term "illumination geometry" describes the geometric shape of the illumination. For example, the lighting can be in the form of a ring, a spot or a polygon. The term "illumination geometry" may further describe the location of the illumination on a surface of the workpiece. That is, a first illumination geometry has the same shape as a second illumination geometry, wherein the location of the first illumination geometry on the surface of the workpiece differs from the location of the second illumination geometry on the surface of the workpiece. The illumination geometry can be adjusted by the arrangement and orientation of the illumination device (s). For example, an oblique illumination can be provided. In oblique illumination, the axis of the light radiation - referred to as the radiation axis - is at an angle to an axis on which the weld point lies in its nominal position and the tool center point (TCP) of the measuring head and which is referred to as the measuring axis. The measuring axis can be a horizontal axis. The angle is referred to below as the illumination angle. The Tool Center Point can describe the position of the measuring head in relation to the coordinate system to the center of the robot flange of the last axis.

In einer Ausführungsform kann der Beleuchtungswinkel größer als 10° sein. Er sollte in dieser Ausführungsform kleiner als 90° sein. In einer anderen Ausführungsform ist der Beleuchtungswinkel kleiner als 10°. In einer weiteren Ausführungsform beträgt der Beleuchtungswinkel 0°, was keiner schrägen, sondern einer koaxialen Beleuchtung entspricht. Für eine koaxiale Beleuchtung können die Beleuchtungseinrichtung(en) in den Messkopf integriert sein. Ist eine derartige koaxiale Beleuchtung vorgesehen, so ist es bevorzugt, wenn zusätzlich eine schräge Beleuchtung vorgenommen wird, entweder gleichzeitig mit der koaxialen Beleuchtung oder indem eine erste Abbildung mit koaxialer Beleuchtung und anschließend eine zweite Abbildung mit schräger Beleuchtung aufgenommen wird.In one embodiment, the illumination angle may be greater than 10 °. It should be less than 90 ° in this embodiment. In another embodiment, the illumination angle is less than 10 °. In another embodiment, the illumination angle is 0 °, which corresponds to no oblique, but a coaxial illumination. For coaxial illumination, the illumination device (s) can be integrated into the measuring head. If such a coaxial illumination is provided, it is preferred if an oblique illumination is additionally performed, either simultaneously with the coaxial illumination or by taking a first image with coaxial illumination and then a second image with oblique illumination.

Es kann in Schritt (b) vorgesehen sein, dass eine oder mehrere Abbildungen angefertigt werden. Werden mehrere Aufnahmen angefertigt, so können diese Abbildungen mit unterschiedlichen Beleuchtungsgeometrien angefertigt werden. Das hat den Vorteil, dass Schattenwürfe genutzt werden können, um Oberflächentopographien zu berechnen.It may be provided in step (b) that one or more images are made. If several pictures are taken, these pictures can be made with different lighting geometries. This has the advantage that shadow throws can be used to calculate surface topographies.

Schritt (b) kann das Übermitteln der aufgenommenen Abbildung(en) an eine Bildanalyseeinrichtung umfassen. Mittels der Bildanalyseeinrichtung können die realen Lagekoordinaten des zu prüfenden Schweißpunktes bestimmt werden, beispielsweise indem Bildverarbeitungsalgorithmen und/oder eine Triangulation durchgeführt werden. Bei der Bildanalyseeinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Datenverarbeitungseinrichtung handeln. Auf der Datenverarbeitungseinrichtung kann eine Software zur Analyse der in Schritt (b) erhaltenen Abbildung(en) ausgeführt werden. Bei der Software kann es sich um eine Bildverarbeitungssoftware handeln. Insbesondere kann die Bildverarbeitungssoftware dafür ausgelegt sein, Abbildungen, die unter Anwendung verschiedener Beleuchtungsgeometrien aufgenommen worden, miteinander zu verrechnen. Auf diese Weise können Schattenwürfe, die unter Anwendung verschiedener Beleuchtungsgeometrien erhalten werden, genutzt werden, um Oberflächentopographien des Schweißpunktes zu berechnen. Aus den Oberflächentopographien kann dann die reale Position des zu prüfenden Schweißpunktes berechnet werden.Step (b) may include transmitting the captured image (s) to an image analysis device. By means of the image analysis device, the real position coordinates of the weld point to be tested can be determined, for example by performing image processing algorithms and / or triangulation. The image analysis device can be, for example, a data processing device. Software for analyzing the image (s) obtained in step (b) may be executed on the data processing device. The software may be image processing software. In particular, the image processing software may be configured to bill images taken using different lighting geometries. In this way, shadow throws obtained using different lighting geometries can be used to To calculate surface topographies of the spot weld. From the surface topographies, the real position of the spot to be tested can then be calculated.

Schritt (b) kann den Vergleich der realen Lagekoordinaten mit den erwarteten Lagekoordinaten unter Bildung von Steueranweisungen zur Ausrichtungen des Messkopfes in Schritt (c) umfassen. Auf diese Weise kann der Versatz zwischen den realen Lagekoordinaten und den erwarteten Lagekoordinaten bestimmt werden. Aus dem Versatz können dann die Steueranweisungen abgeleitet werden. Der Vergleich der realen Lagekoordinaten mit den erwarteten Lagekoordinaten unter Bestimmung des Versatzes, die Bildung der Steueranweisungen oder beides kann mittels einer Software durchgeführt werden, die auf der Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird. Bei der Software kann es sich um die Bildverarbeitungssoftware handeln. Die Steueranweisungen werden an die Positionierungseinrichtung des Industrieroboters übermittelt. Anhand dieser Steueranweisungen kann dann der Messkopf auf den zu prüfenden Schweißpunkt ausgerichtet werden. Bei der Ausrichtung des Messkopfes kann vorgesehen sein, dass der Messkopf von seinem bisherigen Tool Center Point (TCP) zu einem korrigierten Tool Center Point (TCP_korr ) bewegt wird, wodurch die Nominalposition des Messkopfes erhalten bleibt. Es kann alternativ vorgesehen sein, dass der Messkopf an eine korrigierte Nominalposition bewegt wird, wobei der TCP erhalten bleibt. Beide Ausrichtmethoden werden vorzugsweise nur lokal und temporär an der zu prüfenden Schweißverbindung ausgeführt und sind vollkommen reversibel. Die Ausrichtung des Messkopfes in Schritt (c) kann durch eine erneute Positionierung des Industrieroboters bewirkt werden. Die Nominalposition des Messkopfes ist seine Lage nach der Positionierung des Industrieroboters in Schritt (a), die korrigierte Nominalposition des Messkopfes ist seine Lage nach der Ausrichtung in Schritt (c).Step (b) may comprise comparing the real position coordinates with the expected position coordinates to form control statements for orienting the measuring head in step (c). In this way, the offset between the real position coordinates and the expected position coordinates can be determined. The control statements can then be derived from the offset. The comparison of the real position coordinates with the expected position coordinates with determination of the offset, the formation of the control instructions or both can be carried out by means of software which is executed on the data processing device. The software may be the image processing software. The control instructions are transmitted to the positioning device of the industrial robot. Based on these control instructions, the measuring head can then be aligned with the spot to be tested. When aligning the measuring head, it can be provided that the measuring head can be moved from its previous Tool Center Point ( TCP ) to a corrected Tool Center Point ( TCP _corr ) is moved, whereby the nominal position of the measuring head is maintained. It may alternatively be provided that the measuring head is moved to a corrected nominal position, wherein the TCP preserved. Both alignment methods are preferably carried out only locally and temporarily on the welded joint to be tested and are completely reversible. The alignment of the measuring head in step (c) can be effected by repositioning the industrial robot. The nominal position of the measuring head is its position after the positioning of the industrial robot in step (a), the corrected nominal position of the measuring head is its position after the alignment in step (c).

Das Prüfen des Schweißpunktes in Schritt (d) kann eine induktive oder eine akustische Prüfung sein. Eine induktive Prüfung kann beispielsweise mittels Wirbelstroms erfolgen. Eine akustische Prüfung kann beispielsweise mittels Ultraschalls erfolgen, allerdings nicht im Falle von Schweißnähten. Eine induktive Prüfung wird bevorzugt, da diese insbesondere in der Lage ist, eine bessere Schweißpunkt-Qualitätsbestimmung zu erreichen. Sie kann auch für die Prüfung von Schweißnähten verwendet werden. Eine induktive Prüfung benötigt kein Kontaktmedium, wie eine Ultraschallprüfung. Das Prüfen des Schweißpunktes in Schritt (d) kann die Erfassung von Messwerten umfassen. Die Messwerte können dann ausgewertet werden, um die Güte des Schweißpunktes zu bestimmen. Dabei kann eine dichotome Klassifizierung des Schweißpunktes vorgenommen werden, d. h. die Qualität des Schweißpunktes ist ausreichend, wenn die Messwerte vorgegebenen Kriterien entsprechen. Anderenfalls ist sie nicht ausreichend. Die Auswertung der Messwerte erfolgt vorzugsweise unmittelbar nach dem Ende einer Messfahrt, besonders bevorzugt nach der Messung des letzten zu messenden Schweißpunktes. Es kann ein Alarm ausgelöst werden, sobald festgestellt wird, dass die Qualität eines Schweißpunktes nicht ausreichend ist.Checking the spot weld in step (d) may be an inductive or acoustic test. An inductive test can be done for example by means of eddy current. An acoustic test can be done for example by means of ultrasound, but not in the case of welds. An inductive test is preferred because it is particularly capable of achieving better weld point quality determination. It can also be used for testing welds. An inductive test requires no contact medium, such as an ultrasonic test. Checking the spot weld in step (d) may include acquiring readings. The measured values can then be evaluated in order to determine the quality of the spot weld. In this case, a dichotomous classification of the spot weld can be made, i. H. the quality of the welding point is sufficient if the measured values correspond to specified criteria. Otherwise it is not enough. The evaluation of the measured values preferably takes place immediately after the end of a measuring run, particularly preferably after the measurement of the last welding spot to be measured. An alarm can be triggered as soon as it is determined that the quality of a spot weld is not sufficient.

Die Messwerte können dazu an die Datenverarbeitungseinrichtung übertragen werden. Auf der Datenverarbeitungseinrichtung kann eine Software zur Auswertung der Messwerte ausgeführt werden. Die Messwerte können gespeichert, visualisiert oder beides werden. Damit stehen die Messwerte für einen Benutzer zur Qualitätssicherung bereit. Die Messwerte können in einer Datenbank gespeichert werden. Zur Speicherung kann die Datenverarbeitungseinrichtung eingesetzt werden. Zur Visualisierung der Messwerte kann eine Anzeigeeinrichtung, beispielsweise ein Monitor vorgesehen sein. Es kann vorgesehen sein, dass alle gemessenen Schweißpunkte visualisiert werden. Dabei können fehlerhaft erkannte Schweißpunkte farbig hervorgehoben werden, um dadurch die Benutzerfreundlichkeit zu erhöhen.The measured values can be transmitted to the data processing device for this purpose. Software for evaluating the measured values can be executed on the data processing device. The measured values can be stored, visualized or both. This provides the measured values for a user for quality assurance. The measured values can be stored in a database. For storage, the data processing device can be used. For visualization of the measured values, a display device, for example a monitor, can be provided. It can be provided that all measured weld points are visualized. In this case, incorrectly recognized welds can be highlighted in color, thereby increasing the user-friendliness.

Die in Schritt (a) vorgesehene Positionierung des erfindungsgemäßen Industrieroboters ist auf beliebigem Wege möglich. In einer ersten Variante kann eine Änderung der Positionsdaten des Messwerkzeuges und das Beibehalten der Positionsdaten des Industrieroboters vorgesehen sein. In einer zweiten Variante kann das Beibehalten der Positionsdaten des Messwerkzeuges und die Änderung der Positionsdaten des Industrieroboters vorgesehen sein. In einer dritten Variante ist das Anpassen des Koordinatensystems, in dem sich der erfindungsgemäße Industrieroboter bewegt vorgesehen. Alle drei Varianten sind in der Regel Standardprozeduren, die mit einem herkömmlichen Industrieroboter möglich sind. Die Positionsdaten des Messwerkzeuges beschreiben dabei die Lage des Messwerkzeuges in dem Koordinatensystem des Industrieroboters. Die Positionsdaten des Industrieroboters beschreiben die Lage des Industrieroboters in dessen Koordinatensystem.The positioning provided in step (a) of the industrial robot according to the invention is possible in any way. In a first variant, a change of the position data of the measuring tool and the maintenance of the position data of the industrial robot may be provided. In a second variant, the maintenance of the position data of the measuring tool and the change of the position data of the industrial robot may be provided. In a third variant, the adaptation of the coordinate system in which the industrial robot according to the invention moves is provided. All three variants are usually standard procedures that are possible with a conventional industrial robot. The position data of the measuring tool describe the position of the measuring tool in the coordinate system of the industrial robot. The position data of the industrial robot describe the position of the industrial robot in its coordinate system.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann als zyklisches Verfahren durchgeführt werden. Dabei umfasst ein Messzyklus die Prüfung der Güte eines Schweißpunktes unter Ausführung der Schritte (a) bis (d). Zur Prüfung des nächsten und jedes weiteren Schweißpunktes werden dann die Schritte (a) bis (d) jeweils wiederholt. In diesem Fall kann Schritt (a) auch als Neupositionierung bezeichnet werden. Die Übertragung, Visualisierung und Speicherung der Messergebnisse kann am Ende jedes Messzyklus erfolgen. Damit stehen die Messergebnisse laufend zur Verfügung.The process according to the invention can be carried out as a cyclic process. In this case, a measuring cycle includes the inspection of the quality of a welding point while performing steps (a) to (d). To test the next and each further welding point, the steps (a) to (d) are then repeated. In this case, step (a) may also be referred to as repositioning. The transmission, visualization and storage of the measurement results can be done at the end of each measurement cycle. Thus, the measurement results are constantly available.

Nach Maßgabe der Erfindung ist ferner ein Industrieroboter zur Prüfung von Schweißpunkten von Werkstücken vorgesehen. Der Industrieroboter trägt ein Messwerkzeug, das eine optische Einrichtung zur Aufnahme einer Abbildung einer zu prüfenden Schweißverbindung und einen Messkopf zur Prüfung des Schweißpunktes aufweist. Der Industrieroboter kann eine Werkzeughalterung aufweisen, die das Messwerkzeug trägt. Der Messkopf kann dabei an der Werkzeughalterung des Industrieroboters beweglich gelagert sein. Der erfindungsgemäße Industrieroboter ist insbesondere zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet. Der Messkopf kann ein Sensorkopf sein. According to the invention, an industrial robot for testing weld points of workpieces is also provided. The industrial robot carries a measuring tool which has an optical device for taking a picture of a welded joint to be tested and a measuring head for checking the welding spot. The industrial robot may have a tool holder which carries the measuring tool. The measuring head can be movably mounted on the tool holder of the industrial robot. The industrial robot according to the invention is particularly suitable for carrying out the method according to the invention. The measuring head can be a sensor head.

Der erfindungsgemäße Industrieroboter erlaubt eine automatisierte Prüfung von Schweißverbindungen, insbesondere von Schweißpunkten oder Schweißnähten. Der erfindungsgemäße Industrieroboter wird nachstehend in Bezug auf die Prüfung von Schweißpunkten näher erläutert. Er kann jedoch auch zur Prüfung von anderen Schweißverbindungen, beispielsweise Schweißnähten eingesetzt werden, sofern nachstehend nichts anderes angegeben ist.The industrial robot according to the invention allows automated testing of welded joints, in particular welds or welds. The industrial robot according to the invention will be explained in more detail below in relation to the examination of welds. However, it may also be used to test other welds, such as welds, unless otherwise specified below.

Bei dem erfindungsgemäßen Industrieroboter kann es sich, abgesehen von dem Messwerkzeug, um einen herkömmlichen Industrieroboter, beispielsweise einen Industrieroboter mit sechs Achsen, handeln. Der herkömmliche Industrieroboter kann also Manipulator eingesetzt werden. Das erfindungsgemäß vorgesehene Messwerkezeug, welches an dem Industrieroboter befestigt ist und von diesem bewegt wird, weist die optische Einrichtung zur Aufnahme einer Abbildung eines zu prüfenden Schweißpunktes und den Messkopf auf. Der erfindungsgemäße Industrieroboter trägt eine Werkzeughalterung, die das Messwerkezug hält. Ebenso kann der erfindungsmäße Industrieroboter eine Steuerungseinrichtung aufweisen, die denen herkömmlicher Industrieroboter ähnelt. Die Steuerungseinrichtung kann die Positionierung des Industrieroboters in Schritt (a) des erfindungsgemäßen Verfahrens bewirken. Die Steuerungseinrichtung kann ferner die Ausrichtung des Messkopfes in Schritt (c) bewirken. Dazu kann die Steuerungseinrichtung eine erneute Positionierung des Industrieroboters veranlassen. Zur Positionierung des Industrieroboters kann dieser eine Positionierungseinrichtung aufweisen.The industrial robot according to the invention may, apart from the measuring tool, be a conventional industrial robot, for example an industrial robot with six axes. The conventional industrial robot can therefore be used manipulator. The inventively provided Messzeugzeug, which is attached to the industrial robot and is moved by this, has the optical device for receiving an image of a welded spot to be tested and the measuring head. The industrial robot according to the invention carries a tool holder which holds the Meßwerkszug. Likewise, the inventive industrial robot may have a control device that is similar to those of conventional industrial robots. The control device can effect the positioning of the industrial robot in step (a) of the method according to the invention. The controller may further cause alignment of the probe in step (c). For this purpose, the control device can cause a repositioning of the industrial robot. For positioning the industrial robot, it may have a positioning device.

An der Werkzeughalterung des erfindungsgemäßen Industrieroboters kann das Messwerkzeug, das den Messkopf und die optische Einrichtung aufweist, befestigt sein. In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Industrieroboters ist die Werkzeughalterung direkt oder über ein Verlängerungselement indirekt an dem Roboterflansch der letzten Achse des Industrieroboters befestigt.At the tool holder of the industrial robot according to the invention, the measuring tool having the measuring head and the optical device, be attached. In one embodiment of the industrial robot according to the invention, the tool holder is attached directly or via an extension element indirectly to the robot flange of the last axis of the industrial robot.

Die Werkzeughalterung sollte mit dem Roboterflansch über eine gesicherte Verbindung, vorzugsweise eine gesicherte Schraubverbindung und eine Verstiftung, verbunden sein. Die gesicherte Verbindung sollte den Vorgaben des Herstellers des verwendeten Industrieroboters entsprechen. Der Roboterflansch ist zweckmäßigerweise der Roboterflansch der letzten Achse des verwendeten Industrieroboters.The tool holder should be connected to the robot flange via a secured connection, preferably a secure screw connection and a pinning. The secure connection should meet the specifications of the manufacturer of the industrial robot used. The robot flange is expediently the robot flange of the last axis of the industrial robot used.

Die Werkzeughalterung kann ein erstes Halteelement aufweist, das den Messkopf trägt. Die Werkzeughalterung kann ein zweites Halteelement aufweisen, das die optische Einrichtung trägt. Die Werkzeughalterung kann eine Platte aufweisen, die eine erste Stirnseite, mit der die Platte an dem Roboterflansch der letzten Achse anliegt, und eine zweite Stirnseite aufweist, an der das erste Halteelement befestigt ist. Das erste Halteelement kann eine Längsachse aufweisen, die auf der Flächennormale der zweiten Stirnseite liegt. Die Längsachse des zweiten Halteelementes kann sich von der Oberkante der Platte in einem Winkel zur Längsachse des ersten Halteelementes erstrecken. Dieser als Haltewinkel bezeichnete Winkel ist vorzugsweise ein spitzer Winkel. Das zweite Halteelement kann einen Steg aufweisen, dessen Längsachse orthogonal zur Längsachse des zweiten Halteelementes verläuft und der sich in Richtung des ersten Halteelementes erstreckt. An dem Steg ist die optische Einrichtung befestigt.The tool holder may have a first holding element, which carries the measuring head. The tool holder can have a second holding element, which carries the optical device. The tool holder may comprise a plate having a first end face, with which the plate bears against the robot flange of the last axis, and a second end face, on which the first holding element is attached. The first holding element may have a longitudinal axis which lies on the surface normal of the second end face. The longitudinal axis of the second retaining element may extend from the upper edge of the plate at an angle to the longitudinal axis of the first retaining element. This angle, referred to as the bracket, is preferably an acute angle. The second holding element may have a web whose longitudinal axis is orthogonal to the longitudinal axis of the second holding element and which extends in the direction of the first holding element. At the web, the optical device is attached.

Es können jedoch auch Werkzeughalterungen oder Halteelemente mit einem anderen Aufbau vorgesehen sein. Anstelle einer Halterung und der Halteelemente kann ein Gehäuse vorgesehen sein, in der die optische Einrichtung und die Messeinrichtung angeordnet sind. Die Anordnung der optischen Einrichtung und der Messeinrichtung in dem Gehäuse oder der Aufbau der Werkzeughalterungen und Halteelemente haben Einfluss auf die Erfassungsrichtung der optischen Einrichtung und des Messkopfes. Erfassungsrichtung und Messrichtung werden gemeinsam als Antastrichtungen bezeichnet. Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Antastrichtungen koaxial oder in einem Winkel, dem Erfassungswinkel, zueinander verlaufen. However, it may also be provided tool holders or holding elements with a different structure. Instead of a holder and the holding elements may be provided a housing in which the optical device and the measuring device are arranged. The arrangement of the optical device and the measuring device in the housing or the structure of the tool holders and holding elements have an influence on the detection direction of the optical device and the measuring head. Detection direction and measuring direction are referred to collectively as Antastrichtungen. To carry out the method according to the invention, the probing directions can run coaxially or at an angle to one another, the detection angle.

Die Lage der optischen Einrichtung zur Messeinrichtung sollte jedoch bekannt sein. Verlaufen die Antastrichtungen koaxial zueinander, so ist die optische Einrichtung koaxial zum Messkopf angeordnet, d. h., dass die Erfassungsrichtung der optischen Einrichtung und die Messrichtung des Messkopfes auf einer Achse liegen. Bei dieser Achse kann es sich um die letzte Achse des Roboterflansches handeln. Liegen die Erfassungsrichtung der optischen Einrichtung und die Messrichtung des Messkopfes auf einer Achse, so ist der Erfassungswinkel 0°.However, the location of the optical device to the measuring device should be known. If the probing directions are coaxial with one another, then the optical device is arranged coaxially with the measuring head, i. h., That the detection direction of the optical device and the measuring direction of the measuring head are on an axis. This axis can be the last axis of the robot flange. If the detection direction of the optical device and the measuring direction of the measuring head lie on one axis, the detection angle is 0 °.

Der Messkopf ist vorzugsweise flexibel gelagert, um Oberflächenvibrationen kompensieren zu können. Dazu kann an dem ersten Halteelement eine Aufnahme für den Messkopf vorgesehen sein. Der Messkopf kann in der Aufnahme derart angeordnet sein, dass er in Messrichtung freiliegt. Insbesondere sollte der Tool Center Point (TCP), einschließlich des korrigierten Tool Center Points (TCP_korr ), außerhalb der Aufnahme liegen. Die Messrichtung liegt auf der Messachse M. In der zur Messrichtung entgegengesetzten Richtung kann in der Aufnahme ein Federlager angeordnet sein, mit dem die flexible Lagerung des Messkopfes erreicht werden kann. The measuring head is preferably flexibly mounted in order to be able to compensate for surface vibrations. For this purpose, a receptacle for the measuring head can be provided on the first holding element. The measuring head can be arranged in the receptacle such that it is exposed in the measuring direction. In particular, the Tool Center Point (TCP), including the corrected Tool Center Point ( TCP _corr ), lie outside the recording. The measuring direction is on the measuring axis M , In the opposite direction to the measuring direction, a spring bearing can be arranged in the receptacle, with which the flexible mounting of the measuring head can be achieved.

Bei der optischen Einrichtung kann es sich um ein 2D- oder 3D-Kameramesssystem handeln. Einzelheiten solcher Kameramesssysteme sind vorstehend bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben worden. Die optische Einrichtung kann einen Fokus aufweisen. Die optische Einrichtung sollte so ausgerichtet sein, dass ihr Fokus auf der Messachse liegt und von dem Tool Center Point (TCP), einschließlich des korrigierten Tool Center Points (TCP_korr ) beabstandet ist. Die optische Einrichtung kann derart angeordnet sein, dass ihre Erfassungsrichtung in einem spitzen Winkel auf die Messachse zuläuft. Der Erfassungswinkel liegt vorzugsweise in einem Bereich von 30 bis 45°. Bei einer koaxialen Anordnung der optischen Einrichtung zum Messkopf ist der Erfassungswinkel 0°. Die koaxiale Anordnung kann bevorzugt sein. Der Erfassungswinkel beschreibt die Lage der optischen Einrichtung zur Messeinrichtung. Der Erfassungswinkel sollte unveränderlich sein. Es kann vorgesehen sein, dass ein fest definierter Abstand zwischen dem Fokus und dem Tool Center Point (TCP), einschließlich des korrigierten Tool Center Points (TCP_korr ), vorgegeben wird. Das heißt, dass in Schritt (a) des erfindungsgemäßen Verfahrens der Industrieroboter mittels seiner Positionierungseinrichtung so positioniert wird, dass sich der Tool Center Point (TCP) des Messkopfes in dem vorbestimmten, fest definierten Abstand zum Fokus der optischen Einrichtung befindet und dass in Schritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens der Messkopf so ausgerichtet wird, dass sich der korrigierte Tool Center Point (TCP_korr ) des Messkopfes in dem vorbestimmten Abstand zum Fokus der optischen Einrichtung befindet.The optical device may be a 2D or 3D camera measuring system. Details of such camera measuring systems have already been described above in connection with the method according to the invention. The optical device may have a focus. The optical device should be oriented with its focus on the measurement axis and by the Tool Center Point ( TCP ), including the corrected Tool Center Points ( TCP _corr ) is spaced. The optical device may be arranged such that its detection direction tapers at an acute angle to the measuring axis. The detection angle is preferably in a range of 30 to 45 °. In a coaxial arrangement of the optical device to the measuring head, the detection angle is 0 °. The coaxial arrangement may be preferred. The detection angle describes the position of the optical device to the measuring device. The coverage angle should be fixed. It can be provided that a fixed distance between the focus and the Tool Center Point ( TCP ), including the corrected Tool Center Points ( TCP _corr ), is given. This means that in step (a) of the method according to the invention, the industrial robot is positioned by means of its positioning device in such a way that the tool center point (FIG. TCP ) of the measuring head is in the predetermined, fixed distance to the focus of the optical device and that in step (c) of the method according to the invention, the measuring head is aligned so that the corrected Tool Center Point ( TCP _corr ) of the measuring head is at the predetermined distance to the focus of the optical device.

Der erfindungsgemäße Industrieroboter, insbesondere das Messwerkzeug, kann ferner eine oder mehrere Beleuchtungseinrichtungen aufweisen. Einzelheiten zu den Beleuchtungseinrichtungen sind vorstehend bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben worden. Die Beleuchtungseinheiten können über weitere Stege an dem zweiten Halteelement befestigt sein. Es können alternativ ein oder mehrere weitere Halteelemente, die an dem Roboterflansch befestigt sind, vorgesehen sein, an denen die Beleuchtungseinrichtung(en) befestigt sind.The industrial robot according to the invention, in particular the measuring tool, can also have one or more lighting devices. Details of the lighting devices have already been described above in connection with the method according to the invention. The lighting units can be attached via further webs on the second holding element. Alternatively, one or more further holding elements attached to the robot flange may be provided, to which the lighting device (s) are attached.

Der erfindungsgemäße Industrieroboter kann eine Datenverarbeitungseinrichtung aufweisen. Über erste Übertragungsmittel können die Abbildung oder die Abbildungen, die unter Verwendung der optischen Einrichtung erhalten wurden, an die Datenverarbeitungseinrichtung übertragen werden. Dort können die Abbildung oder die Abbildungen ausgewertet werden und Steuerdaten generiert werden, die mittels zweiter Übertragungsmittel an die Steuerungseinrichtung übertragen werden. Mittels der Steuerungseinrichtung kann eine Ausrichtung des Messkopfes, beispielsweise durch Neupositionierung des Industrieroboters, bewirkt werden.The industrial robot according to the invention may comprise a data processing device. Via first transmission means, the image or images obtained using the optical device can be transmitted to the data processing device. There, the image or the images can be evaluated and control data can be generated, which are transmitted by means of second transmission means to the control device. By means of the control device, alignment of the measuring head, for example by repositioning of the industrial robot, can be effected.

Der Messkopf des erfindungsgemäßen Industrieroboters kann eine Messeinrichtung zur induktiven Prüfung eines Schweißpunktes oder eine Messeinrichtung zur akustischen Prüfung eines Schweißpunktes sein. Eine Messeinrichtung zur induktiven Prüfung des Schweißpunktes ist bevorzugt. Ein Beispiel einer Messeinrichtung zur induktiven Prüfung des Schweißpunktes kann ein Wirbelstromsystem sein. In diesem Fall ist der Messkopf ein Wirbelstromsystem. Eine Messeinrichtung zur akustischen Prüfung eines Schweißpunktes kann ein Ultraschallsystem sein. In diesem Fall ist der Messkopf ein Ultraschallsystem.The measuring head of the industrial robot according to the invention may be a measuring device for inductive testing of a spot weld or a measuring device for acoustic testing of a spot weld. A measuring device for inductive testing of the spot weld is preferred. An example of a measuring device for inductive testing of the spot weld may be an eddy current system. In this case the measuring head is an eddy current system. A measuring device for acoustically testing a spot weld may be an ultrasound system. In this case the measuring head is an ultrasound system.

Der erfindungsgemäße Industrieroboter ermöglicht eine automatisierte Prüfung der Güte von Schweißverbindungen, insbesondere von Schweißpunkten. Er kann in Fertigungsanlagen integriert werden, bei denen Bleche mittels Schweißverbindungen, insbesondere Schweißpunkten, verbunden werden, beispielsweise in Fertigungsanlagen zur Fertigung von Fahrzeugkarosserien. Derartige Fertigungsanlagen werden in der Fachsprache auch als Ausschweißlinien bezeichnet.The industrial robot according to the invention enables automated testing of the quality of welded joints, in particular welding spots. It can be integrated in manufacturing plants in which sheets are connected by means of welded joints, in particular welding points, for example in production plants for the production of vehicle bodies. Such production systems are also referred to in the jargon as Ausschweißlinien.

Das erfindungsgemäße Verfahren und der erfindungsgemäße Industrieroboter sind insbesondere zur Prüfung von Schweißpunkten geeignet.The inventive method and the industrial robot according to the invention are particularly suitable for testing welds.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen, die die Erfindung nicht einschränken sollen, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen

1 eine schematische Teildarstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Industrieroboters;
2 ein Fließdiagramm, das eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht; und
3 eine schematische Darstellung einer Ausschweißlinie, in der erfindungsgemäße Industrieroboter angeordnet sind.

The invention will be explained in more detail below with reference to embodiments, which are not intended to limit the invention, with reference to the drawings. Show

1 a schematic partial view of an embodiment of an industrial robot according to the invention;
2 a flow chart illustrating an embodiment of the method according to the invention; and
3 a schematic representation of a Ausschweißlinie, are arranged in the industrial robot according to the invention.

Der Aufbau der in 1 teilweise gezeigten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Industrieroboters 1 entspricht einem herkömmlichen Industrieroboter mit Ausnahme des Messwerkzeuges, das die optische Einrichtung 2 und den Messkopf 4 aufweist. Der Industrieroboter 1 weist einen Roboterflansch 5 auf, der in 1 nur teilweise gezeigt ist und an einer Werkzeughalterung 3 befestigt ist, die das Messwerkzeug trägt. Der Industrieroboter 1 weist eine Steuerungseinrichtung (nicht gezeigt) auf, die einer herkömmlichen Steuerungseinrichtung entsprechen kann. Die Steuerungseinrichtung bewirkt die Positionierung des Industrieroboters 1 in Schritt (a) des erfindungsgemäßen Verfahrens über die Positioniereinrichtung des Industrieroboters 1. Die Steuerungseinrichtung bewirkt ferner die Ausrichtung des Messkopfes in Schritt (c), indem sie eine erneute Positionierung des Industrieroboters 1 veranlasst. In 1 ist zusätzlich ein Werkstück 101 gezeigt, das einen zu prüfenden Schweißpunkt besitzt. Das Werkstück 101 befindet sich in seiner Messposition, so dass die erwarteten Lagekoordinaten des zu prüfenden Schweißpunkt bekannt sind. The construction of in 1 partially shown embodiment of an industrial robot according to the invention 1 corresponds to a conventional industrial robot with the exception of the measuring tool, which is the optical device 2 and the measuring head 4 having. The industrial robot 1 has a robot flange 5 on that in 1 only partially shown and attached to a tool holder 3 is fixed, which carries the measuring tool. The industrial robot 1 has a controller (not shown) that may correspond to a conventional controller. The controller causes the positioning of the industrial robot 1 in step (a) of the method according to the invention via the positioning device of the industrial robot 1 , The controller further effects alignment of the probe in step (c) by repositioning the industrial robot 1 causes. In 1 is also a workpiece 101 shown having a weld point to be tested. The workpiece 101 is in its measuring position, so that the expected position coordinates of the weld point to be tested are known.

Die Werkzeughalterung 3 weist eine Platte 6 auf, die eine erste Stirnseite 9, mit der die Platte 6 an dem Roboterflansch 5 anliegt, und eine zweite Stirnseite 10, die dem Roboterflansch 5 abgewandt ist, besitzt. Die Werkzeughalterung 3 weist ferner ein erstes Halteelement 7, das den Messkopf 4 trägt, und ein zweites Halteelement 8, das die optische Einrichtung trägt, auf.The tool holder 3 has a plate 6 on, which is a first front page 9 with which the plate 6 on the robot flange 5 is present, and a second end face 10 that the robot flange 5 turned away, owns. The tool holder 3 also has a first retaining element 7 that the measuring head 4 carries, and a second holding element 8th , which carries the optical device on.

Das erste Halteelement 7 weist eine Längsachse L1 auf, die auf der Flächennormale der zweiten Stirnseite 10 liegt. In der in 1 gezeigten Ausführungsform liegt die Längsachse L1 des ersten Halteelements 7 auf der Messachse M. Dies ist gleichzeitig die letzte Achse des Roboterflansches 5. Die Längsachse L2 des zweiten Halteelementes 8 erstreckt sich von der Oberkante der Platte 6 in einem Winkel, dem Halterwinkel, zur Längsachse L1 des ersten Halteelementes 7. Der Halterwinkel ist ein spitzer Winkel, so dass das zweite Halteelement 8 in Richtung des ersten Halteelementes 7 geneigt ist. Das zweite Halteelement 8 weist einen Steg 12 auf, dessen Längsachse L3 orthogonal zur Längsachse L2 des zweiten Halteelementes 8 verläuft und der sich in Richtung des ersten Halteelementes 7 erstreckt. Über den Steg 12 ist die optische Einrichtung 2 an dem zweiten Halteelement 8 befestigt.The first holding element 7 has a longitudinal axis L1 on, on the surface normal of the second end face 10 lies. In the in 1 the embodiment shown is the longitudinal axis L1 of the first holding element 7 on the measuring axis M. This is also the last axis of the robot flange 5 , The longitudinal axis L2 of the second holding element 8th extends from the top of the plate 6 at an angle, the bracket angle, to the longitudinal axis L1 of the first holding element 7 , The holder angle is an acute angle, so that the second holding element 8th in the direction of the first holding element 7 is inclined. The second holding element 8th has a footbridge 12 on, whose longitudinal axis L3 orthogonal to the longitudinal axis L2 of the second holding element 8th runs and in the direction of the first holding element 7 extends. Over the jetty 12 is the optical device 2 on the second holding element 8th attached.

Der Messkopf 4 ist flexibel gelagert. Dazu ist an dem ersten Halteelement 7 eine Aufnahme 13 für den Messkopf 4 vorgesehen. Der Messkopf 4 ist in der Aufnahme 13 derart angeordnet, dass er in Messrichtung (Pfeil A) freiliegt. Der Tool Center Point (TCP) des Messkopfes 4, einschließlich des korrigierten Tool Center Points (TCP_korr ), liegt außerhalb der Aufnahme 13. Die Messrichtung liegt auf der Messachse M. In der zur Messrichtung entgegengesetzten Richtung ist in der Aufnahme 13 ein Federlager 14 vorgesehen, mit dem die flexible Lagerung des Messkopfes 4 erreicht wird.The measuring head 4 is flexibly stored. This is due to the first holding element 7 a recording 13 for the measuring head 4 intended. The measuring head 4 is in the recording 13 arranged such that it in the measuring direction (arrow A ) is exposed. The Tool Center Point (TCP) of the measuring head 4 , including the corrected Tool Center Points ( TCP _corr ), is outside the recording 13 , The measuring direction lies on the measuring axis M. In the opposite direction to the measuring direction is in the recording 13 a spring bearing 14 provided with the flexible storage of the measuring head 4 is reached.

Die optische Einrichtung 2 weist einen Fokus auf. Die optische Einrichtung 2 ist so ausgerichtet, dass der Fokus F (i) auf der Messachse M liegt, (ii) in Schritt (a) des erfindungsgemäßen Verfahrens auf der Nominalposition des zu prüfenden Schweißpunktes liegt und (iii) von dem Tool Center Point (TCP), einschließlich des korrigierten Tool Center Points (TCP_korr ), beabstandet ist. Die optische Einrichtung 2 ist dabei derart ausgerichtet, dass ihre Erfassungsrichtung E in einem spitzen Winkel α, dem Erfassungswinkel, auf die Messachse M zuläuft. Der Erfassungswinkel α liegt in der gezeigten Ausführungsform in einem Bereich von 30 bis 45°.The optical device 2 has a focus. The optical device 2 is oriented so that the focus F (i) on the measuring axis M (ii) in step (a) of the method according to the invention lies at the nominal position of the weld spot to be tested, and (iii) from the Tool Center Point (TCP), including the corrected Tool Center Point ( TCP _corr ), is spaced. The optical device 2 is aligned in such a way that its detection direction E at an acute angle α, the detection angle, on the measuring axis M tapers. The detection angle α is in the embodiment shown in a range of 30 to 45 °.

Es ist in 1 zu erkennen, dass der Tool Center Point (TCP) bzw. der korrigierte Tool Center Point (TCP_korr ) in einem fest definierten Abstand zum Fokus F der optischen Einrichtung 2 liegt. Das heißt, dass in Schritt (a) des erfindungsgemäßen Verfahrens der Industrieroboter so positioniert wird, dass sich der Tool Center Point (TCP) des Messkopfes 4 in diesem vorbestimmten Abstand zum Fokus der optischen Einrichtung befindet und dass sich in Schritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens der korrigierte Tool Center Point (TCP_korr ) des Messkopfes 4 in demselben Abstand zum Fokus der optischen Einrichtung 2 befindet.It is in 1 to recognize that the Tool Center Point (TCP) or the corrected Tool Center Point (TCP) TCP _corr ) at a fixed distance to the focus F of the optical device 2 lies. This means that in step (a) of the method according to the invention, the industrial robot is positioned so that the tool center point (TCP) of the measuring head 4 is in this predetermined distance to the focus of the optical device and that in step (c) of the method according to the invention the corrected Tool Center Point ( TCP _corr ) of the measuring head 4 at the same distance from the focus of the optical device 2 located.

Der erfindungsgemäße Industrieroboter weist weitere Einrichtungen auf, insbesondere eine Datenverarbeitungseinrichtung, eine oder mehrere Beleuchtungseinrichtungen sowie Übertragungsmittel.The industrial robot according to the invention has further devices, in particular a data processing device, one or more illumination devices and transmission means.

2 veranschaulicht den Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Prüfung von Schweißpunkten. Das Verfahren umfasst die Schritte (a) bis (d), die zur Prüfung jedes Schweißpunktes eines Werkstückes 101 zyklisch wiederholt werden. Das Werkstück 101 befindet sich in seiner Messposition, so dass die erwarteten Lagekoordinaten des zu prüfenden Schweißpunkt bekannt sind. Das Verfahren beginnt mit der Vorgabe der erwarteten Lagekoordinaten eines ersten zu prüfenden Schweißpunktes S1. Diese Lagekoordinaten werden an die Steuerungseinrichtung des Industrieroboters 1 übermittelt. Anhand dieser Lagekoordinaten wird in Schritt (a) der Industrieroboter 1 so positioniert S2, dass die optische Einrichtung 2 zur Aufnahme einer Abbildung des zu prüfenden Schweißpunktes in der Lage ist. Anschließend werden in Schritt (b) mittels der optischen Einrichtung 2 eine oder mehrere Abbildungen des zu prüfenden Schweißpunktes aufgenommen und die realen Lagekoordinaten, an denen der Schweißpunkt liegt, mittels einer Software, die auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, bestimmt S3. Die realen Lagekoordinaten werden dann an die Steuerungseinrichtung des Industrieroboters 1 übermittelt und der Messkopf auf die realen Lagekoordinaten des zu prüfenden Schweißpunktes in Schritt (c) ausgerichtet S4. Daraufhin wird der Schweißpunkt mittels des Messkopfes 4 in Schritt (d) geprüft S5, um die Güte des Schweißpunktes zu bestimmen. Soll nun die Güte eines weiteren Schweißpunktes bestimmt werden, so werden die erwarteten Lagekoordinaten des weiteren Schweißpunktes an die Steuerungseinrichtung des Industrieroboters 1 übermittelt und die Schritte (a) bis (d) wiederholt. 2 illustrates the sequence of an embodiment of the method according to the invention for testing welds. The method comprises the steps (a) to (d) for testing each weld point of a workpiece 101 be repeated cyclically. The workpiece 101 is in its measuring position, so that the expected position coordinates of the weld point to be tested are known. The method begins with the specification of the expected position coordinates of a first weld point to be tested S1 , These position coordinates are sent to the control device of the industrial robot 1 transmitted. Based on these position coordinates in step (a) of the industrial robot 1 positioned like that S2 in that the optical device 2 is capable of taking a picture of the spot to be tested. Subsequently, in step (b), by means of the optical device 2 recorded one or more images of the weld point to be tested and the real position coordinates at which the welding point is located, determined by means of software that is executed on a data processing device S3 , The real position coordinates are then sent to the control device of the industrial robot 1 transmitted and the measuring head aligned to the real position coordinates of the weld point to be tested in step (c) S4 , Thereupon the spot weld becomes by means of the measuring head 4 tested in step (d) S5 to determine the quality of the spot weld. If now the quality of another welding spot is to be determined, then the expected position coordinates of the further welding spot are sent to the control device of the industrial robot 1 and repeats steps (a) to (d).

Die bei der Prüfung eines Schweißpunktes erhaltenen Messwerte werden an die Datenverarbeitungseinrichtung übertragen. Die Messwerte werden dann ausgewertet, um die Güte des Schweißpunktes zu bestimmen. Dazu kann eine Software, die auf der Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird eingesetzt werden. Die Messwerte können gespeichert, visualisiert oder beides werden. Damit stehen die Messwerte für einen Benutzer zur Qualitätssicherung bereit. Zur Visualisierung der Messwerte kann eine Anzeigeeinrichtung, beispielsweise ein Monitor, vorgesehen sein. Sobald die Auswertung der Messwerte ergibt, dass ein Schweißpunkt den vorgegebenen Kriterien nicht entspricht, kann ein Alarm ausgelöst werden.The measured values obtained when checking a welding point are transmitted to the data processing device. The measured values are then evaluated in order to determine the quality of the spot weld. For this purpose, a software that is executed on the data processing device can be used. The measured values can be stored, visualized or both. This provides the measured values for a user for quality assurance. For visualization of the measured values, a display device, for example a monitor, can be provided. As soon as the evaluation of the measured values shows that a welding point does not meet the specified criteria, an alarm can be triggered.

3 zeigte eine Ausschweißlinie 21, die Fördertechnik 22 aufweist. Mittels der Fördertechnik 22 können Bleche, die mittels Schweißpunkten zu Werkstücken 101 verbunden werden, durch die Ausschweißlinie in Pfeilrichtung B transportiert werden. Dazu passieren die Bleche Ausschweißstationen 23, in denen Schweißroboter 24 angeordnet sind. Die in den Ausschweißstationen 23 erhaltenen Werkstücke 101 werden dann mittels der Fördertechnik 22 zu Inline-Messstationen 25 geführt. Mittels der dort angeordneten Industrieroboter 26 werden die Werkstücke 101 vermessen. Anschließend werden die Werkstücke 101 dann mittels der Fördertechnik 22 zu Schweißpunkt-Messstationen 27 geführt. Dort sind erfindungsgemäße Industrieroboter 1 angeordnet, mit denen das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt wird. Schließlich gelangen die Werkstücke 101 mittels der Fördertechnik 22 in Station 28, an die eine Ausschleuse-Station 29 angrenzt. Mittels Fördertechnik 30 können die Werkstücke 101, deren Schweißpunkte nicht die erforderliche Qualität aufweisen, aus der Ausschweißlinie 21 ausgeschleust werden. Die Werkstücke 101, deren Schweißpunkte die erforderliche Qualität aufweisen, können hingegen in der Fertigungsanlage verbleiben. 3 showed a welding line 21 , the conveyor technology 22 having. By means of the conveyor technology 22 can sheets, which by means of welding points to workpieces 101 be connected through the Ausschweißlinie transported in the direction of arrow B. For this, the sheets pass through welding stations 23 in which welding robots 24 are arranged. The in the welding stations 23 obtained workpieces 101 are then using the conveyor technology 22 to inline measuring stations 25 guided. By means of the industrial robots arranged there 26 become the workpieces 101 measured. Subsequently, the workpieces 101 then by means of the conveyor technology 22 to spot welding stations 27 guided. There are industrial robots according to the invention 1 arranged, with which the inventive method is carried out. Finally the workpieces arrive 101 by means of conveyor technology 22 in station 28 to which a discharging station 29 borders. By means of conveyor technology 30 can the workpieces 101 whose welding points do not have the required quality, from the welding line 21 be discharged. The workpieces 101 whose welding points have the required quality, however, can remain in the manufacturing plant.

Die in 3 gezeigte Ausschweißlinie 21 sieht eine Integration der Schweißpunkt-Messstationen 27 in die Ausschweißlinie 21 vor. Diese Integration wird als Inline-Anordnung bezeichnet. Alternativ zu dieser Inline-Anordnung kann eine At-Line-Anordnung vorgesehen sein, bei der die Schweißpunkt-Messstationen 27 nicht in die Ausschweißlinie 21 integriert sind. Vielmehr ist ein Bypass in der Ausschweißlinie 21 vorgesehen, der ein Ausschleusen von Stichproben der Werkstücke 101 erlaubt. Die ausgeschleusten Werkstücke 101 werden dann unter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels der erfindungsgemäßen Industrieroboter untersucht.In the 3 shown Ausschweißlinie 21 sees an integration of the spot welding stations 27 in the welding line 21 in front. This integration is called an inline arrangement. As an alternative to this in-line arrangement, an at-line arrangement may be provided in which the spot weld measuring stations 27 not in the welding line 21 are integrated. Rather, a bypass in the Ausschweißlinie 21 provided that a sampling of the workpieces 101 allowed. The discharged workpieces 101 are then examined using the method according to the invention by means of industrial robots according to the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Industrieroboterindustrial robots
22: optische Einrichtungoptical device
33: Werkzeughalterungtool holder
44: Messkopfprobe
55: Roboterflanschrobot flange
66: Halterungholder
77: erstes Halteelementfirst holding element
88th: zweites Halteelementsecond holding element
99: erste Stirnseitefirst end face
1010: zweite Stirnseitesecond end face
1111: Oberkantetop edge
1212: Stegweb
1313: Aufnahmeadmission
1414: Federlager spring camp
2121: AusschweißlinieAusschweißlinie
2222: Fördertechnikmaterials handling
2323: AusschweißstationAusschweißstation
2424: Schweißroboterwelding robots
2525: Inline-MessstationInline station
2626: Industrieroboterindustrial robots
2727: Schweißpunkt-MessstationSpot weld station
2828: Stationstation
2929: Ausschleuse-StationAusschleuse station
3030: Fördertechnik materials handling
101101: Werkstückworkpiece

Claims

Method for testing welded joints, in particular welding points, of workpieces (101) by means of an industrial robot (1), the industrial robot (1) carrying a measuring tool comprising an optical device (2) for taking a picture of a welded joint to be tested and a measuring head (4) for testing the welded joint, wherein the workpiece (101), having the welded joint in a measuring position such that the expected position coordinates at which the welded joint should lie are known, characterized in that the method comprises the steps of: (a) positioning the industrial robot (1) so that the optical robot Means (2) for receiving an image of the welded joint to be tested; (b) taking at least one image of the welded joint to be tested and determining the real position coordinates at which the welded joint is located; (c) aligning the measuring head (4) with the real position coordinates of the welded joint to be tested; and (d) checking the welded joint by means of the measuring head (4).

Method according to Claim 1 , characterized in that the optical device has a focus (F) and in step (a) the industrial robot (1) is positioned such that the optical device (2) is focused on the expected position coordinates of the weld to be tested.

Method according to Claim 1 or Claim 2 , characterized in that step (b) comprises the transmission of the recorded image to an image analysis device, wherein the actual position coordinates of the welded joint to be tested are determined by means of the image analysis device.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that step (b) comprises the comparison of the real position coordinates with the expected position coordinates to form control instructions for aligning the measuring head (4) in step (c).

Method according to Claim 4 , characterized in that in step (c) by means of the comparison, the offset between the real position coordinates and the expected position coordinates determined and derived from the offset, the control statements.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the testing of the welded joint in step (d) is an inductive or an acoustic test.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the checking of the welded connection in step (d) comprises the acquisition of measured values, the measured values being evaluated in order to determine the quality of the welded connection.

Method according to Claim 7 , characterized in that the measured values are stored, visualized or both.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method is an automated method.

An industrial robot for inspecting welded joints of workpieces (101), the industrial robot (101) carrying a measuring tool comprising an optical device (2) for receiving an image of a welded joint to be tested and a measuring head (4) for testing the welded joint.

Industrial robots after Claim 10 , characterized in that the optical device (2) is a 2D or 3D camera measuring system.

Industrial robots after Claim 10 or Claim 11 , characterized in that it comprises a robot flange (5) carrying the measuring tool.

Industrial robot according to one of the Claims 10 to 12 , characterized in that the optical device (2) has a detection direction (E) and the measuring head (4) a measuring axis (M), wherein the optical device (2) is arranged such that its detection direction (E) at an acute angle to the measuring axis (M).

Industrial robots after Claim 13 , characterized in that the angle is an angle in a range of 30 to 45 °.

Industrial robot according to one of the Claims 10 to 14 , characterized in that the measuring head (4) is a measuring device for inductive testing of the welding point or a measuring device for acoustic testing of the welding point.