用于监测用于焊接玻璃工件的焊接过程的方法和装置与流程

本发明涉及一种用于监测用于将至少一个玻璃工件焊接到优选地也由玻璃制成的另一工件的焊接过程的方法和装置，其中，监测可以用于例如检测和识别激光焊接期间玻璃工件中的裂纹和/或瑕疵和/或缺陷。

背景技术：

迄今为止，在玻璃工件的激光焊接中，已经手动设置激光焊接工艺。迄今为止，通过激光焊接工艺焊接在一起的工件以及焊缝本身的质量控制也是手动进行的。

在这方面，质量控制是借助于显微镜在完成实际焊接过程之后，通过对焊缝和连接工件的其它区域的显微镜检查以俯视图和横截面检查来进行的。

在此基础上，然后对激光焊接工艺进行了迭代优化。这种用于优化焊接工艺的方法需要相应地大量手工工作，并且耗费材料和时间，因为仅在完成相应的焊接过程之后且在焊接装置之外，才能在显微镜上进行对激光焊接过程的相应参数集的质量控制。

在金属的激光焊接中，已知的是利用图像传感器来监测从激光的焦点所在的相应的加工区发射的辐射，并由此得出关于焊接工艺的了解。

例如从wo2008/052591a1中已知这种用于不透明材料的激光焊接的方法。在该方法中，通过检测器系统感测从工作区域发射的辐射，其中，从工作区域发射的辐射在至少两个波长处被同时感测，以便获得焊接过程中发生的过程程序的更详细的信息。

技术实现要素：

基于已知的现有技术，本发明的目的是提出一种用于监测用于将至少一个玻璃工件焊接到优选地也由玻璃制成的另一工件的焊接过程的方法和装置，其允许改进对焊接过程的监测。

该目的通过一种具有根据本申请的特征的用于监测用于将至少一个玻璃工件焊接到优选地也由玻璃制成的另一工件的焊接过程的方法来实现。从所附附图、本说明书以及其他方面得出有利的改进和实施例。

因此，提出了一种用于监测用于将至少一个玻璃工件焊接到优选地也由玻璃制成的另一工件的焊接过程的方法，其中，所述工件在暴露于加工束、优选地暴露于激光束、特别优选地暴露于超短脉冲激光束的加工区中焊接在一起。根据本发明，以空间分辨的方式检测由加工区发射并源自所述工件中的至少一个的辐射。

优选地，待焊接在一起的两个、多个或所有工件均由玻璃制成。优选地，在其中形成焊缝的加工区位于工件之间，使得加工束通过对加工束透明的至少一个工件被引导到加工区。因此，至少通过其将加工束引导到加工区的工件对加工束是透明的。另一工件对于加工束也可以是透明的；然而，也可以是不透明的。

通过以空间分辨的方式检测源自所述工件中的至少一个的辐射，可以在焊接玻璃工件时在焊接过程期间已经执行对焊接过程的监测，使得可以检测到至少一个工件、特别是由玻璃制成的工件中的裂纹和/或瑕疵和/或缺陷的存在和/或形成和/或变化。

基于这些见解，除其它外，可以在当前焊接过程的执行期间已经对焊接过程进行了优化。

在这方面，以空间分辨的方式检测由加工区发射并源自所述工件中的至少一个的辐射。在这方面，加工区实际上用作布置在一个、两个、多个或所有玻璃工件的玻璃体积中的辐射源，其用于照射和/或照明由玻璃工件形成的玻璃体积。因此，从由加工区形成的该辐射源开始，使得辐射在工件内和/或多个工件内发射，所述辐射然后在可能已经在由至少一个工件形成的玻璃体积中存在和/或发生和/或变化的裂纹和/或瑕疵和/或缺陷处被反射和/或散射，然后可以作为源自工件的辐射以空间分辨的方式相应地被检测。

换句话说，检测在裂纹和/或瑕疵和/或缺陷处反射和/或散射的辐射。

因此，工件内的辐射源用于透照工件以检测工件中的缺陷。

通过对源自工件的辐射进行空间分辨的检测，可以得出关于玻璃体积内裂纹和/或缺陷和/或瑕疵的存在和/或发生和/或变化的相应结论。

因此，加工区用作玻璃体积内的辐射源，使得玻璃体积内的裂纹和/或瑕疵和/或缺陷的存在和/或出现和/或变化可以在焊接过程期间已经通过在其上散射和/或反射的辐射检测到。

在这方面，由加工区发射的电磁辐射可以是在加工区处或中反射和/或散射的加工束的辐射。由加工区发射的电磁辐射也可以是由加工束加热、特别是熔化的玻璃材料的热辐射。

通过对源自工件的辐射进行空间分辨的检测，可以同时实现玻璃体积内的裂纹和/或缺陷和/或瑕疵的定位。

因此，用于监测用于焊接玻璃工件的焊接过程的方法已经允许在执行实际焊接过程的同时进行质量控制，并且因此还允许通过随后和/或同时分析评价以空间分辨的方式检测到并且源自工件的辐射来优化焊接过程。

可以优选在至少一个工件的位于加工区之外的那些区域中对源自工件的辐射进行检测。因此，在这种情况下，加工区仅被视为辐射源，所述辐射源将辐射施加到由工件形成的玻璃体积内的加工区之外的区域。

优选地，附加地还以时间分辨的方式检测源自工件的辐射。因此，可以在执行焊接过程的同时监测裂纹和/或瑕疵和/或缺陷的新的形成或变化。因此，可以监测由焊接过程引起的玻璃体积的变化。在焊接过程的同时或随后的优化步骤中可以考虑该信息，以便优化过程参数。

优选地，源自工件的辐射借助于图像传感器被俘获并且被图像传感器转换成信号，然后所述信号被调制用于随后的分析评价。因此，可以实现焊接过程的自动化分析评价以及随后的自动化优化。

在这方面，例如可以在裂纹和/或瑕疵和/或缺陷的存在和/或形成和/或变化方面分析评价信号，其中，特别优选的是在超出预定的公差极限时执行错误输出。因此，可以实现关于对至少一个工件中的预定误差的自动分析评价，从而实现对工作产品的更可靠的检查以及对焊接过程的更快的优化。

在这方面，所述信号可以优选地通过滤波和/或降噪和/或平滑和/或突出特殊特征和/或对比度增强和/或边缘滤波而被调制。

可以借助于图像处理来处理信号，其中，例如，将所确定的信号和/或由信号表示的图像的调准与加工区之外的强度值的目标分布进行比较，并且可以通过分析评价在偏离区域的亮度和/或对比度和/或形状和/或尺寸方面加工区之外的区域偏离于目标分布的情况来实现裂纹和/或瑕疵和/或缺陷的确定。

还可以通过例如在各个图像像素的强度值上的空间积分以及随后与先前确定的公差范围的比较来实现对所调制的信号的另外的或替代性的分析评价。因此，可以在裂纹和/或瑕疵和/或缺陷的存在和/或形成和/或变化方面确定在工件的坐标系中的位置信息。

在这方面，关于位置确定的不确定性可以是由与工件的相应区段一起使用的传感器的视场偏差而引起的，其中，所述不确定性可以通过传感器对相应观察的焦平面的初始校准和/或通过在工件中的至少一个上施加可借助于传感器检测到的位置和/或距离标记或通过参考加工区的定位来减小。

在另一优选的实施例中，可以基于以空间分辨的方式检测到并且源自所述工件中的至少一个的辐射来执行裂纹和/或瑕疵和/或缺陷的识别，并且可以输出关于所识别的裂纹和/或瑕疵和/或缺陷的信息。

优选地，仍然输出裂纹和/或瑕疵和/或缺陷相对于加工区的定位，其中，输出关于裂纹和/或瑕疵和/或缺陷的定位的信息。因此，用户可以执行质量控制，然后基于输出信息来决定工作产品是否满足要求。

此外，也可以在自动化过程中对发现的错误进行分析评价，并且如果不满足预定的质量要求，则可以自动拒绝所述工作产品。

所述方法优选地用于焊接多个玻璃工件。特别优选的是，所有待焊接在一起的工件都由玻璃制成。然而，玻璃工件也可以焊接到对加工束不透明的工件，例如金属工件。

在这方面，焊接优选地在位于工件之间的边界表面处进行，并且特别优选地，加工束在其在边界表面处遇到加工区之前穿透玻璃制成的工件中的至少一个。

上述目的是进一步借助于具有本申请的特征的装置来实现的。有利的改进从本申请的其他方面、附图和本说明书得到。

因此，提出了一种用于监测用于将至少一个玻璃工件焊接到优选地也由玻璃制成的另一工件的焊接过程的装置，所述装置包括用于将所述工件中的至少一个的加工区暴露于加工束、优选地将加工区暴露于激光束、特别优选地暴露于超短脉冲激光束的加工物镜。根据本发明，提供一种图像传感器，用于空间分辨地检测由加工区发射并源自所述工件中的至少一个的辐射。

因此，可以实现上面已经描述的方法的优点。特别地，借助于所述装置，可以检测由至少一个工件形成的玻璃体积中的裂纹和/或瑕疵和/或缺陷的存在和/或形成和/或变化。

优选地，可以提供用于俘获源自工件的辐射并用于将所述辐射成像到图像传感器上的光学器件，其中，所述光学器件优选地由加工物镜或由与所述加工物镜分开的物镜形成。

有利地，可以提供通过加工物镜成像的图像传感器，优选地介入了分束器和/或滤光器和/或聚焦透镜而成像，并且可以提供通过与加工物镜分开的物镜成像的图像传感器。因此，可以查看至少一个工件的由加工物镜成像的区域和所述工件的由分开的物镜成像的区域。

优选地，加工物镜可以被设计和配置用于将加工束聚焦在位于由至少一个工件形成的玻璃体积中的加工区中。

可以使用加工物镜对位于加工区之外的工件的区域进行观察，借助于所述加工物镜聚焦激光辐射以将激光能量施加到加工区，以焊接玻璃工件，其中，源自工件的辐射可以经由相应的光学布置来解耦，例如使用分束器来解耦。

还可以使用与加工物镜分开的物镜来实现对源自工件的辐射的检测，因此，所述物镜不存在于位于由加工束形成的轴上的位置中。因此，可以实现对源自工件的辐射以及加工区的环境的更大区域俘获，这未必能通过俘获通过加工物镜的发射的辐射来实现。

因此，可以对所述工件中的至少一个的未被加工区限定的这些区域和平面进行成像和/或聚焦。特别地，可以聚焦在至少一个工件内的未被加工区的平面限定的平面上。此外，还可以观察到至少一个工件的距加工区一定距离的区域。

在用于焊接不透明材料时监测加工区的常规方法中，不可能观察到位于与加工区相距一定距离的区域和平面，因为加工区发射的辐射无法穿透这些不透明的材料。

因此，可以实现对一个或多个工件以及材料体积的更大区域的观察，其中，在工件体积内提供了作为辐射源的加工区，并且在焊接过程期间可相应地检测到工件内裂纹和/或瑕疵和/或缺陷的出现和/或存在和/或变化。

优选地，借助于激光束、特别优选地借助于超短脉冲激光将激光能量施加到玻璃工件上以进行焊接，其中，通过使用短激光脉冲，由于在相应的光束焦点处可达到的高强度，可以在玻璃中实现非线性吸收效果。如果将相应的高重复率用于超短脉冲激光，则借助于超短脉冲激光的相应脉冲引入到加工区中的能量积累，使得由于相应的热量积累效应而发生玻璃材料的局部熔化。因此，聚焦体积大小的高度吸收等离子体出现在接近激光束的几何焦点的位置，然后所述等离子体形成加工区。

在界定加工区的等离子体表面上、特别是在等离子体表面的朝向加工束撞击等离子体的方向取向并且被加工束撞击的区域上，吸收增加。因此，由于激光能量的吸收增加以及由此产生的到等离子体体积中的能量输入，等离子体体积能够进一步吸收等离子体表面上的能量，使得等离子体体积可以继续增长，其中，等离子体体积的这种增加主要沿着加工束并朝向束源的方向延伸。换句话说，等离子体可以沿着加工束以拉长的形状扩散。可以由此形成由等离子体形成的拉长气泡。

由于从加工束撞击等离子体的方向输入的附加的能量，因此等离子体体积的定位和/或位置例如可能沿着加工束在朝向束源的方向上发生改变和移位。

这样，可以形成吸收体积，所述吸收体积可以超过原始聚焦体积很多倍，使得加工区可以相应地比聚焦体积大很多倍。

如果由于等离子体表面由于生长而逃离了激光束的焦点，撞击等离子体表面的光束强度不再足以维持等离子体，则无法吸收足够的能量来维持等离子体，则等离子体的膨胀过程崩塌，吸收在激光束的焦点处重新开始。因此，焊接过程实际上是周期性地进行的，并且每次都形成等离子体区域，这进而可能导致产生气泡状的熔体体积。由于工件中的等离子体体积的定位和/或位置可能发生变化，因此产生的熔体体积可能大于所产生的等离子体体积。等离子体体积可以以有限的方式穿过工件体积，并且通过这样做，在每种情况下都可以留下熔化区域，所述熔化区域又导致熔体体积，所述熔体体积具有比等离子体体积更大的膨胀。

等离子体处的加工束的非线性吸收可源自等离子体中的高电子温度。电子会向原子核释放能量，这可能会导致晶格振动以及由于热量积累而对材料进行额外的加热。

在焊接过程期间，施加加工束相对于工件的相对运动，从而导致在先前熔化的材料固化之后，沿运动的方向延伸的焊缝，所述焊缝以一系列气泡状的熔体体积彼此融合的形式存在。各个熔体体积可以对应于相应的等离子体体积，然而，通常是通过上述等离子体体积沿着加工束通过工件的迁移而形成的。换句话说，熔体体积通常大于等离子体体积的最大尺寸。

等离子体的周期性膨胀和崩塌也导致用作辐射源的加工区的强度和光谱发生周期性变化。因此，辐射源可能会受到对应于等离子体的周期性气泡形成的发射辐射的强度波动、光谱的相关联变化、辐射源膨胀的变化以及辐射源的位置的变化的影响。在分析评价源自工件并以空间分辨的方式被检测的辐射时，可以考虑用于照射一个、两个、多个或所有玻璃工件的玻璃体积的辐射源的强度、波长、膨胀和/或位置的这些周期性波动。

优选地，可以实现工件和/或多个工件中的裂纹和/或瑕疵和/或缺陷在每种情况下相对于预定的加工位置的定位，加工位置由于激光束与工件之间的相对位置是已知的。

在下面对优选示例性实施例的描述中，可以看出本发明的其它优点和特征。此处描述的特征可以单独实现，也可以与上述一个或多个特征组合实现，只要这些特征彼此不矛盾即可。在这方面，参考附图给出优选示例性实施例的以下描述。

附图说明

借助于下面的描述来更详细地阐明本发明的优选的进一步的实施例。在这方面，

图1示出了用于监测用于焊接玻璃工件的激光焊接过程的装置的示意图；

图2示出了在焊接玻璃工件时执行激光焊接过程期间由摄相机俘获的加工区及其周围环境的摄相机图像；以及

图3示出了在焊接玻璃工件时执行激光焊接过程期间由摄相机俘获的加工区及其周围环境的另一摄相机图像。

具体实施方式

在下面，借助于附图描述优选的示例性实施例。这里，在不同的附图中，相同或相似或具有相同效果的元件具设有相同的附图标记，并且部分地省略了对这些元件的重复描述以避免冗余。

图1示意性地示出了用于监测用于焊接两个工件110、120的焊接过程的装置1。

在所示的实施例中，工件110、120由玻璃、例如以两个玻璃板的形式形成，其在公共边界表面100处彼此相邻地布置，所述公共边界表面100布置在两个工件110、120之间，并且在边界表面100的区段处焊接在一起。换句话说，图1所示的上部工件110的底侧114的至少一部分邻接下部工件120的上侧122。因此，下部工件120的上侧122和上部工件110的底侧114一起形成边界表面100，在所述边界表面100中待进行焊接和/或已经进行了焊接。

两个工件110和120可以借助于光学接触结合在形成边界表面100的区域中接合，以便即使在焊接之前也实现两个工件110和120彼此之间的临时定位和固定。

由于其材料、即玻璃的性质，两个工件110、120对于激光辐射基本上是透明的，借助于激光辐射，两个工件110、120将被焊接。因此，被提供用于执行焊接的激光辐射可以穿过工件110和120，并且特别地也可以通过上部工件110到达边界表面100。这使得可以在由两个工件110、120形成的工件体积内焊接工件110和120。

若使用对于激光辐射不透明的材料，则在由至少两个工件形成的工件体积内进行这种焊接是不可能的。

然而，工件110、120也可以被设计成使得仅上部工件110对于加工束是透明的，而相比之下，下部工件120是不透明的。因此，例如，也可以考虑将玻璃材料与位于底下的金属材料沿加工束的方向进行焊接。

装置1包括加工物镜2，加工束20通过加工物镜2击中工件110、120并聚焦在加工区200中，由此加工束20的强度在位于加工区200中的焦点处最高，而在周围区域中则较低。之所以产生加工区200中材料的加工，是因为加工束20在其焦点中的高强度会导致存在于加工区200中的材料熔化。因此，例如，可以实现两个材料区域的焊接，这两个材料区域先前分开存在于加工区200中，并且现在在随后的冷却期间借助于熔化以材料结合的方式连接。

加工束20优选以激光束的形式、特别优选以超短脉冲激光束的形式提供。特别是当使用超短脉冲激光束时，由于由加工物镜2提供的焦点中的非常高的强度，在至少一个工件110、120的玻璃材料中实现了非线性吸收效应。当使用合适的激光脉冲的重复频率时，在玻璃材料中会产生热量积累效应，这会导致在加工区200中玻璃材料的局部熔化。

为了实现工件110和120的连接，相应地设置加工区200，使得其被布置为靠近边界表面100或包括边界表面100。为此，相应地准备了加工束20，并且借助于相应地配置和设置的加工物镜2将其聚焦到加工区200中。

通常已知用于在加工区200中加工并且特别是焊接工件110和120的加工束20的加工物镜2的实施例。这也适用于超短脉冲激光器的使用。

在加工束20的焦点所在的加工区200中，一个、多个或所有工件110、120的材料被熔化，以便在先前熔化的材料再次固化之后，由于熔化然后固化的材料而实现工件110、120的焊接。加工区200可以具有与加工束20的焦点相同的扩展，或者进一步扩展。

为了在工件110、120中绘制焊缝210，加工束20与加工物镜2一起可相对于工件110、120在移位方向x上移位。在这方面，工件110、120或加工束20连同加工物镜2或甚至两者都可以沿着移位方向x移位。也可以平行于由边界表面100形成的平面进行运动，以绘制焊缝210的相应更复杂的形状。

在这方面，加工区200位于两个工件110、120之间并包围边界表面100。加工束20由于工件110、120的透明性而可以穿过工件110、120，并且随后使得可以加工位于由工件110、120限定的玻璃体积内的加工区200。

因此，加工区200在由工件110、120形成的玻璃体积内的这种布置与在其中焊接对激光辐射不透明的材料的加工区完全不同。在不透明材料的情况下，例如当将两个金属工件焊接在一起时，加工束不可能穿过第一工件的上侧而使得所述工件的底侧可以焊接到与底侧相对的第二工件。事实上，加工束不能穿透不透明的工件。

因此，加工物镜2的特定实施例和设置有利于相应地使得能够将加工束20聚焦到由至少两个工件110、120形成的玻璃体积的内部。

通过熔化第一工件110和/或第二工件120的材料并且随后使熔化的材料固化而实现的形成焊缝210的过程可以由等离子体区域的形成来描述，其中首先，材料的加热发生在加工束20的焦点处，然后通过非线性吸收形成高吸收等离子体，这是因为电子还将能量释放给原子核，并因此通过所产生的热量积累效应产生晶格振动。

激光强度的高吸收发生在相应的等离子体表面上，使得等离子体由于在等离子体表面上的强吸收而可以以相应的气泡状的方式在加工束20的方向上进一步扩展和/或可以沿着加工束20在朝向束源的方向上移动。一旦由于不再聚焦于该区域的加工束20的强度不足以支持该扩展以维持等离子体，而使等离子体表面移出加工束20的焦点，该扩展和/或定位改变和/或位置改变的过程便终止，从而随后崩塌，并且气泡形成的过程再次从能量被引入到加工束20的焦点中开始再次开始。气泡形成因此周期性地发生并且在每种情况下都从加工束20的焦点开始。气泡的形状沿加工束20的方向拉长。

如已经提到的，在此存在的材料，例如玻璃材料的熔化发生在加工区200中。在该时刻，加工区200发射电磁辐射。这种电磁辐射的发射至少在加工区200暴露于加工束20时发生——然而，只要熔化和固化的材料具有升高的温度，也会发生某种余辉。

在这方面，由加工区200发射的电磁辐射是在加工区200上或中反射或散射的加工束20的辐射。由加工区200发射的电磁辐射也可以是熔融玻璃材料的热辐射。

因此，从加工区200发射电磁辐射，使得加工区200实际上也可以被视为用于工件110、120的内部照明的辐射源。

由于加工区200优选地布置在由工件110、120形成的体积内，因此加工区200也可以被视为布置在工件110、120内的辐射源，其实际上从内部照亮工件110、120。

由加工区200发射并且源自至少一个工件的辐射可以例如使用加工物镜2俘获，然后例如经由分束器30、滤光器元件32和聚焦透镜34成像到图像传感器36上，使得图像传感器36相应地受到一个或多个工件的空间分辨图像的作用，并输出相应的信号。

分束器30例如可以设计为二向色镜。

可以选择滤光器元件32，例如用于减弱由分束器30解耦的辐射和/或用于选择特定的波长范围和/或用于抑制反射的加工光。

图像传感器36可以例如以矩阵摄相机的形式提供。优选地，这样的矩阵摄相机具有适合于待测量的温度辐射的光谱灵敏度，即光谱灵敏度足够高。替代性地，可以提供多个单独的摄相机、特别是矩阵摄相机作为检测器系统，其中将单个的选择性光谱范围成像到每个单独的摄相机上。该矩阵摄相机或至少一个矩阵摄相机可以由不同的半导体材料制成。

也可以使用用于从可见光谱范围到近红外到远红外范围的辐射的摄相机作为图像传感器36。例如，ccd、cmos和/或ingaas摄相机适合作为用于图像传感器的摄相机，其中，此列表绝不是详尽无遗的，可以使用其它合适类型的摄相机。

如果使用单个摄相机来形成图像传感器36，则也可以组合多个不同的摄相机。例如，具有不同光谱灵敏度的不同相机可以用于待测量的不同光谱范围。

借助于图像传感器36，可以相应地实现由加工区200发射并源自工件110、120的辐射的空间分辨图像。

因此，借助于图像传感器36可以实现在空间分辨地俘获从加工区200发射并源自周围区域的辐射。

由于加工区200在加工操作期间实际上用作辐射源，所述辐射源布置在由工件110、120形成的玻璃体积内，因此可以借助于图像传感器36俘获由用作辐射源的加工区200照射的环境以及特别是由加工区200照射的玻璃体积的图像。因此，可以经由在那里发生的来自加工区200的辐射的散射和/或反射来检测由工件110、120形成的玻璃体积中的形成裂纹、瑕疵或缺陷。

因此，可以使用图像传感器36来检测裂纹和/或瑕疵和/或缺陷的存在和/或出现和/或变化，裂纹和/或瑕疵和/或缺陷光学上用于散射和/或反射由加工区200发射的辐射。

作为俘获经由加工物镜2俘获并经由分束器30耦合出的辐射的图像传感器36的补充或替代，可以提供图像传感器46，所述图像传感器46使得能够借助于物镜44对从工件110、120的体积发射的辐射进行成像。借助于可以像已经在上面描述的图像传感器36一样设计的附加的或替代性的图像传感器46，可以在独立于加工物镜2的位置处检测由工件110、120形成的体积中的裂纹、瑕疵或其它缺陷的检测。

因此，独立于加工物镜2的图像传感器46不仅可以用于查看加工区200的附近，而且可以用于查看工件110、120的任何其它位置，以获得在裂纹、缺陷和瑕疵处发射的辐射的图像。因此，可以在更宽的区域或整个范围内执行工件110、120的质量控制。换句话说，质量控制于是不限于焊缝210的附近，而是还可以包括布置在与焊缝210相距一定距离的区域。

图2示出了包围焊缝210的区域的摄相机图像。在这方面，首先可以在加工区200内看到相应的辉光，指示来自加工区200的辐射的发射。加工区200相对于所示的工件110沿方向x移动。因此，已经形成的焊缝210也可以在摄相机图像中看到。

从用作辐射源的加工区200发射的辐射在处理期间已经存在或形成的裂纹220和/或缺陷和/或瑕疵处被散射或反射，从而在摄相机图像中可见。

因此，图2示出了具有从焊接过程中出现的焊缝210的加工区200以及在工件110中的裂纹220或其它缺陷或瑕疵的存在或形成。在这方面，裂纹220、缺陷或瑕疵不一定是由于加工操作、特别是由于加工区200中的热而出现或已经出现，但是这些裂纹220、缺陷或瑕疵也可能已经在加工操作开始之前就已经存在。通过所描述的摄相机图像的俘获，还可以监测裂纹、缺陷或瑕疵是否由于加工而改变——例如变大或变小。

由于工件与加工物镜2之间的相对定位，对加工区200在工件110内的相对位置的精确了解允许由于空间分辨的摄相机图像而相对于工件110精确定位这些裂纹和/或瑕疵和/或裂纹。

此外，在附加的时间分辨地俘获摄相机图像的情况下，裂纹220、缺陷或瑕疵的变化也可以随着时间的推移而被监测。

对工件110中的裂纹220、瑕疵和/或缺陷的形成和/或变化的这种观察也可以实时进行。这允许以有效的方式优化实际加工操作的参数，因为可以立即看到工件110的材料对加工参数变化的响应。

由于可以定位裂纹和/或瑕疵和/或缺陷，因此可以对加工参数进行跟踪或调节。例如，可以调整加工束20的功率或进给速率。例如，如果检测到在一个、多个或所有工件110、120中过度出现裂纹，则可以相应地降低加工束20的功率或者可以增加进给速率，以便减少由于引入的温度梯度产生的张力引起的裂纹的形成。

图3示出了另一示例性摄相机图像，其中可以看到具有相应的辐射发射的加工区200和从紧邻加工区200的裂纹220开始的辐射的起源。

例如，可以通过首先调制俘获的信号来执行对借助于图像传感器36和/或46俘获的图像的分析评价。例如，可以执行信号的滤波和/或可以执行降噪和/或可以执行信号的平滑和/或可以突出信号的特殊特征和/或可以执行对比度增强和/或边缘滤波等。

借助于图像传感器36和/或46俘获的信号可以借助于图像处理来处理，其中，例如，将所确定的信号和/或由信号表示的图像的调准与加工区之外的强度值的目标分布进行比较，并且可以通过在亮度和/或对比度和/或形状和/或尺寸方面对加工区之外的偏离目标分布的区域进行分析评价来实现裂纹和/或瑕疵和/或缺陷的确定。

还可以通过例如在各个图像像素的强度值上的空间积分以及随后与先前确定的公差范围的比较来实现对所调制的信号的进一步或替代性的分析评价。因此，可以在裂纹和/或瑕疵和/或缺陷的存在和/或形成和/或变化方面确定工件的坐标系中的位置信息。

在这方面，关于位置确定的不确定性可以由与工件110、120的相应区段一起使用的传感器36、46的视场的一致性的偏差引起，其中，该不确定性可以通过将传感器系统初始校准到相应观看的焦平面和/或通过施加可借助于相应的传感器36、46检测到的位置和/或距离标记来减小。

特别优选的是，如果借助于加工操作产生废料的可能性很高，则在超过预定的公差极限时进行自动的错误输出，从而相应地终止焊接过程。

此外，可以提供用于稳定加工操作的对策，以相应地自动地调整工艺参数，从而减少裂纹、缺陷或瑕疵的发生或改变。

如果适用，在不脱离本发明的范围的情况下，在示例性实施例中表示的所有单个特征可以彼此组合和/或互换。

附图标记列表

1用于监测焊接过程的装置

100边界表面

110(上部)工件

112上部工件的上表面

114上部工件的下表面

120(下部)工件

122下部工件的上表面

124下部工件的下表面

2加工物镜

20加工束

200加工区

210焊缝

220裂纹和/或裂纹上的反射/散射

30分束器

32滤光器

34聚焦透镜

36图像传感器

44光学器件

46图像传感器

x移位方向