KR101220819B1 - Inspecting method of welding point - Google Patents
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Abstract
용접위치 검사방법이 개시된다. 본 발명의 용접위치 검사방법은 제품 설계도상의 용접위치 데이터로부터 용접위치 좌표값을 추출하여 마킹 로봇의 거동 프로그램에 마킹위치 좌표값으로 입력하는 마킹좌표 입력단계; 상기 마킹 로봇의 일측에 구성되는 레이저 마커를 통하여 실제 공정라인에서 용접 조립된 부품 패널에 대하여 상기 마킹위치 좌표값에 따른 해당 마킹위치에 레이저 마크의 형태로 표시하는 레이저 마킹단계; 상기 마킹 로봇의 타측에 구성되는 카메라를 통하여 상기 레이저 마크를 촬영하여 마킹 영상을 추출하는 마킹영상 추출단계; 및 상기 마킹 영상으로부터 상기 부품 패널 상의 해당 레이저 마크에 대하여 실제 공정라인에서 용접된 용접 압흔(welding trace)이 오차허용범위 내에 있는지를 자동 판독하는 마킹영상 판독단계를 포함한다.A welding position inspection method is disclosed. The welding position inspection method of the present invention includes: a marking coordinate input step of extracting a welding position coordinate value from a welding position data on a product design drawing and inputting the marking position coordinate value into a behavior program of a marking robot; A laser marking step of displaying, in the form of a laser mark, on a corresponding marking position according to the marking position coordinate value with respect to a panel of parts welded and assembled in an actual process line through a laser marker configured at one side of the marking robot; A marking image extraction step of extracting a marking image by photographing the laser mark through a camera configured at the other side of the marking robot; And a marking image reading step of automatically reading from the marking image whether the welding trace welded in the actual process line with respect to the corresponding laser mark on the component panel is within an error tolerance range.
Description
본 발명은 용접위치 검사방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실제 공정라인에서 용접 조립된 제품의 용접위치와 제품 설계도상의 용접위치의 오차를 자동으로 검사할 수 있도록 하는 용접위치 검사방법에 관한 것이다.The present invention relates to a welding position inspection method, and more particularly, to a welding position inspection method for automatically inspecting the error of the welding position of the welded assembly in the actual process line and the welding position on the product design.
일반적으로 차체 부품의 조립공정은 2장 혹은 그 이상의 부품 패널을 전기저항으로 용착시키는 스폿 저항용접이 주로 적용된다. In general, the assembly process of the body parts is mainly applied to spot resistance welding to weld two or more panel of parts with electrical resistance.
이러한 스폿 저항용접은 부품 패널의 표면에 가압력을 가하면서 통전을 통하여 전기저항을 형성하여 용접열을 발생시켜 용접하는 전기 저항용접이다. The spot resistance welding is an electric resistance welding which generates electric heat by welding while applying an urging force to the surface of the component panel to generate welding heat.
즉, 상기한 스폿 저항용접은 공정라인 상의 지그 상에 조립할 부품 패널을 셋팅한 상태로, 용접용 로봇에 설치된 스폿 용접건을 통하여 용접작업이 진행된다. That is, in the spot resistance welding described above, a welding operation is performed through a spot welding gun installed in a welding robot with a part panel to be assembled on a jig on a process line.
이러한 차체 부품의 조립공정에서, 부품 패널의 용접 프로세스는 먼저, 제품 설계도상의 용접위치 데이터를 추출하여 공정라인 상의 로봇을 거동 제어하기 위한 로봇 제어기에 입력하고, 상기 로봇 제어기는 입력된 용접위치 데이터에 따라 로봇을 거동 제어하여 스폿 용접건을 정확한 부품 패널 상의 용접위치로 이동시킨다.In the assembly process of such a body part, the welding process of the component panel first extracts the welding position data on the product design and inputs it to the robot controller for controlling the behavior of the robot on the process line, and the robot controller inputs the input welding position data. Therefore, the robot is controlled to move the spot welding gun to the welding position on the correct part panel.
이어서, 상기 스폿 용접건은 지그 상에 셋팅된 부품 패널의 용접위치에 용접전극을 통하여 가압 통전함으로써 스폿 용접작업을 진행한다.Subsequently, the spot welding gun performs a spot welding operation by pressurizing and energizing the welding position of the part panel set on the jig through the welding electrode.
그러나 상기와 같은 차체 부품의 조립공정에서는 로봇의 거동오차나 지그의 설치오차 또는 부품 패널의 규제오차 등에 의해 각 부품 패널 상의 용접위치에 대한 신뢰도나 정밀도가 떨어짐에도 불구하고, 제품 설계도상의 부품의 치수 및 용접위치가 실제 조립된 차체 부품에 정확히 반영되었는지를 판별하기 위한 방법이 전무하였다. However, in the assembly process of the body parts as described above, even though the reliability and precision of the welding position on each part panel are deteriorated due to the movement error of the robot, the installation error of the jig, or the regulation error of the part panel, the size of the part on the product design drawing And there was no method for determining whether the welding position is accurately reflected in the actual assembled body parts.
즉, 종래에는 이러한 차체 부품의 용접위치를 검사하기 위하여 프린트된 제품 설계도상의 용접위치와 실제 공정라인에서 용접 조립된 제품의 용접위치를 작업자에 의해 육안으로 비교하여 판별하는 수준이었다. That is, in the related art, the welding position on the printed product design and the welding position of the welded assembly in the actual process line were visually determined by the operator to inspect the welding position of the vehicle body parts.
또한, 보다 정확한 검사를 위하여 측정도구를 사용한다 하더라도 결국 측정하는 작업자에 따라 오차분이 존재하여 100% 신뢰할 수 없는 문제점이 있다. In addition, even if the measuring tool is used for a more accurate inspection, there is a problem that there is an error 100% unreliable depending on the operator to measure eventually.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로써, 본 발명이 해결하려는 과제는 실제 공정라인에서 용접 조립된 부품 패널에 대하여 제품 설계도상의 용접위치 데이터를 근거로 레이저 마크를 표시하고, 마킹 영상으로부터 상기 레이저 마크와 실제 용접 압흔과의 오차값을 자동 판별함으로써 제품 설계도 대비 실제 용접위치의 오차를 자동으로 검사할 수 있도록 하는 용접위치 검사방법을 제공하는 것이다.The present invention has been invented to solve the above problems, the problem to be solved by the present invention is to display the laser mark on the basis of the welding position data on the product design for the parts panel welded and assembled in the actual process line, The present invention provides a welding position inspection method for automatically checking an error value between a laser mark and an actual welding indentation from a marking image to automatically inspect an error of an actual welding position relative to a product design drawing.
상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명의 용접위치 검사방법은 제품 설계도상의 용접위치 데이터로부터 용접위치 좌표값을 추출하여 마킹 로봇의 거동 프로그램에 마킹위치 좌표값으로 입력하는 마킹좌표 입력단계; 상기 마킹 로봇의 일측에 구성되는 레이저 마커를 통하여 실제 공정라인에서 용접 조립된 부품 패널에 대하여 상기 마킹위치 좌표값에 따른 해당 마킹위치에 레이저 마크의 형태로 표시하는 레이저 마킹단계; 상기 마킹 로봇의 타측에 구성되는 카메라를 통하여 상기 레이저 마크를 촬영하여 마킹 영상을 추출하는 마킹영상 추출단계; 및 상기 마킹 영상으로부터 상기 부품 패널 상의 해당 레이저 마크에 대하여 실제 공정라인에서 용접된 용접 압흔(welding trace)이 오차허용범위 내에 있는지를 자동 판독하는 마킹영상 판독단계를 포함한다.Welding position inspection method of the present invention for realizing the technical problem as described above is the marking coordinate input step of extracting the welding position coordinate value from the welding position data on the product design drawings and inputting the marking position coordinate value to the behavior program of the marking robot; A laser marking step of displaying, in the form of a laser mark, on a corresponding marking position according to the marking position coordinate value with respect to a panel of parts welded and assembled in an actual process line through a laser marker configured at one side of the marking robot; A marking image extraction step of extracting a marking image by photographing the laser mark through a camera configured at the other side of the marking robot; And a marking image reading step of automatically reading from the marking image whether the welding trace welded in the actual process line with respect to the corresponding laser mark on the component panel is within an error tolerance range.
또한, 상기 용접위치 좌표값은 X축, Y축, Z축의 공간 좌표값으로 이루어질 수 있다.In addition, the welding position coordinate value may be made of a spatial coordinate value of the X-axis, Y-axis, Z-axis.
또한, 상기 레이저 마크는 저입열의 레이저빔에 의해 정원형의 열흔(heat trace) 패턴으로 형성될 수 있다. In addition, the laser mark may be formed in a heat trace pattern of a circular shape by a laser beam of low heat input.
또한, 상기 레이저 마크는 상기 용접 압흔의 직경보다 더 큰 직경을 갖는 정원형으로 형성될 수 있다. In addition, the laser mark may be formed in a spherical shape having a diameter larger than the diameter of the weld indentation.
또한, 상기 마킹영상 판독단계는 상기 마킹영상 추출단계로부터 추출된 마킹 영상으로부터 해당 레이저 마크와 용접 압흔의 중심간 거리를 오차값으로 하여 오차값을 계산하는 오차값 추출단계; 및 상기 오차값이 설정된 오차허용범위 내에 있는지를 판단하여 정상 또는 오류 신호를 출력하는 오차값 판단단계로 이루어질수 있다. The marking image reading step may include an error value extracting step of calculating an error value using a distance between the center of the laser mark and the weld indentation as an error value from the marking image extracted from the marking image extracting step; And an error value determination step of determining whether the error value is within a set error tolerance range and outputting a normal or error signal.
또한, 상기 레이저 마크와 용접 압흔은 상기 마킹 영상으로부터 픽셀단위로 명도를 분석하여 명도값의 차이로 구분될 수 있다.In addition, the laser mark and the weld indentation may be classified into a difference in brightness value by analyzing brightness in units of pixels from the marking image.
본 발명의 실시예에 따른 용접위치 검사방법에 의하면, 제품 설계도상의 용접위치 데이터를 마킹위치 좌표값으로 하여 마킹 로봇 상의 레이저 마커를 통하여 실 제품에 대하여 해당 마킹위치에 레이저빔의 열흔을 이용한 레이저 마크를 표시함으로써, 검사자에 의한 육안 검사가 편리한 이점이 있다. According to the welding position inspection method according to an embodiment of the present invention, the laser mark using the heat marks of the laser beam at the marking position for the actual product through the laser marker on the marking robot with the welding position data on the product design as the marking position coordinate value By displaying, the visual inspection by the inspector is convenient.
또한, 상기 레이저 마크의 영상정보를 추출하여 실제 용접 압흔과 레이저 마크의 중심간 거리를 오차값으로 판단함으로써 제품 설계도 대비 실제 용접위치의 오차를 자동으로 검사 및 표시할 수도 있다. In addition, by extracting the image information of the laser mark to determine the distance between the actual welding indentation and the center of the laser mark as an error value can also automatically inspect and display the error of the actual welding position compared to the product design.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용접위치 검사방법의 공정 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 용접위치 검사방법의 제어 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 용접위치 검사방법에 적용되는 마킹 로봇 시스템의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 용접위치 검사방법에 따른 레이저 마크와 용접 압흔의 오차값 판단 예를 도시한 도면이다. 1 is a process block diagram of a welding position inspection method according to an embodiment of the present invention.
2 is a control block diagram of a welding position inspection method according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of a marking robot system applied to the welding position inspection method according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an example of determining an error value of a laser mark and a weld indentation according to a welding position inspection method according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.Preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용접위치 검사방법의 공정 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 용접위치 검사방법의 제어 블록도이다. 1 is a process block diagram of a welding position inspection method according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a control block diagram of a welding position inspection method according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 용접위치 검사방법은 제품 설계도상의 부품의 치수 및 용접위치가 실제 공정라인에서 용접 조립된 차체 부품에 정확히 반영되었는지를 자동으로 판별하기 위한 방법이다. The welding position inspection method according to the present embodiment is a method for automatically determining whether the dimensions and the welding positions of the parts on the product design are accurately reflected to the body parts welded and assembled in the actual process line.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 용접위치 검사방법은 마킹좌표 입력단계(S1), 레이저 마킹단계(S2), 마킹영상 추출단계(S3), 및 마킹영상 판독단계(S4)로 이루어진다.Referring to FIG. 1, the welding position inspection method according to the present embodiment includes a marking coordinate input step S1, a laser marking step S2, a marking image extraction step S3, and a marking image reading step S4.
먼저, 마킹좌표 입력단계(S1)는 제품 설계도상의 용접위치 데이터로부터 용접위치 좌표값을 추출한 다음, 도 2에서 도시한 바와 같이, 입력기(1)를 통하여 상기 용접위치 좌표값을 제어기(3)에 입력하면, 제어기(3)는 로봇 제어기(5)에 로직된 마킹 로봇(7)의 거동 프로그램에 마킹위치 좌표값으로 입력한다. First, the marking coordinate input step S1 extracts the welding position coordinate value from the welding position data on the product design drawing, and then, as shown in FIG. 2, the welding position coordinate value is input to the
여기서, 상기 용접위치 좌표값은 X축, Y축, Z축의 공간 좌표값으로 이루어진다. Here, the welding position coordinate value is made of a spatial coordinate value of the X-axis, Y-axis, Z-axis.
이어서, 상기 레이저 마킹단계(S2)는 상기 로봇 제어기(5)에 의해, 도 3에서 도시한 바와 같이, 마킹 로봇(7)이 거동 제어되는 동안, 상기 제어기(3)의 신호에 따라 마킹 로봇(7)의 아암 선단에 구성되는 레이저 마커(9)가 레이저빔(LB)을 출력하여 실제 공정라인에서 용접 조립되어 지그(11) 상에 셋팅된 부품 패널(13) 상에, 도 4에서와 같이, 레이저 마크(LM)를 표시한다.Subsequently, the laser marking step S2 is performed by the
즉, 상기 레이저 마크(LM)는 상기 마킹위치 좌표값에 따른 부품 패널(13) 상의 해당 마킹위치에 표시된다. That is, the laser mark LM is displayed at the corresponding marking position on the
이때, 상기 레이저 마크(LM)는 저입열의 레이저빔(LB)에 의해 상기 부품 패널(13) 상에 정원형의 열흔(heat trace) 패턴으로 형성된다. In this case, the laser mark LM is formed in a heat trace pattern of a circular shape on the
이러한 레이저 마킹단계(S2)까지 진행되면, 검사자는 레이저 마크(LM)와 실제 부품 패널(13)상의 용접 압흔(WM)(welding trace)과의 오차값을 육안 검사로도 판독할 수 있다.When the laser marking step S2 is performed, the inspector may also visually read an error value between the laser mark LM and the welding trace WM on the
이후, 상기 마킹영상 추출단계(S3)에서는 상기 마킹 로봇(7) 상의 레이저 마커(9)의 일측에 구성되는 카메라(15)를 통하여 상기 부품 패널(13) 상에 표시된 레이저 마크(LM)를 촬영하여 그 마킹 영상을 제어기(3)로 출력한다.Subsequently, in the marking image extraction step S3, the laser mark LM displayed on the
이어서, 상기 마킹영상 판독단계(S4)에서는 상기 마킹 영상으로부터 부품 패널(13) 상의 해당 레이저 마크(LM)에 대하여 실제 공정라인에서 용접된 용접 압흔(WM)이 허용범위 내에 있는지를 자동 판독한다.Subsequently, the marking image reading step S4 automatically reads from the marking image whether the weld indentation WM welded in the actual process line is corresponding to the corresponding laser mark LM on the
이러한 마킹영상 판독단계(S4)는 제어기(3)가 상기 마킹영상 추출단계(S3)로부터 추출된 마킹 영상으로부터 해당 레이저 마크(LM)와 용접 압흔(WM)의 각 중심(SP1,SP2)간 거리(L)를 오차값으로 하여 오차값을 계산하고, 이어서 상기 오차값이 설정된 오차허용범위 내에 있는지를 판단하여 정상 또는 오류 신호를 디스플레이(17)를 통하여 출력함으로써 검사자가 이를 인식할 수 있도록 한다.In the marking image reading step S4, the distance between the centers SP1 and SP2 of the corresponding laser mark LM and the welding indentation WM is determined by the
여기서, 상기 레이저 마크(LM)는 용접 압흔(WM)의 직경((D2)보다는 더 큰 직경(D1)을 갖는 정원형으로 형성되는 것이 바람직하다.Here, the laser mark LM is preferably formed in a spherical shape having a diameter (D1) larger than the diameter (D2) of the weld indentation (WM).
또한, 상기 레이저 마크(LM)와 용접 압흔(WM)은 제어기(3)가 상기 마킹 영상으로부터 픽셀단위로 명도를 분석하여 명도값의 차이로 구분한다.In addition, the laser mark LM and the weld indentation WM may be classified by the
즉, 상기한 바와 같은 용접위치 검사방법은, 도 4에서 도시한 바와 같이, 레이저 마커(9)에 의해 저입열의 레이저빔(LB)으로 부품 패널(13) 상에 마킹위치 좌표값에 따라 표시되는 정원형의 레이저 마크(LM)의 중심(SP1)과 실제 공정라인에서 용접 조립된 부품 패널(13) 상의 용접 압흔(WM)의 중심(SP2)이 일치하는 경우(P1), 제품 설계도상의 용접위치 좌표값과 실제 제품상의 용접위치가 일치하는 것으로, 디스플레이(17)를 통하여 정상신호(OK신호)를 출력하여 검사자가 이를 인식할 수 있도록 한다.That is, the welding position inspection method as described above, as shown in Fig. 4, is displayed on the
또한, 상기 정원형의 레이저 마크(LM)의 중심(SP1)에 대하여 실제 공정라인에서 용접 조립된 부품 패널(13)상의 용접 압흔(WM)의 중심(SP2)이 일정거리(L) 떨어진 경우(P2), 제품 설계도상의 용접위치 좌표값과 실제 제품상의 용접위치가 상기 일정거리(L)만큼의 오차값을 갖는 것으로, 상기 오차값이 오차허용범위를 벗어나는 경우(P2), 디스플레이(17)를 통하여 오류신호(NG신호)를 출력하여 검사자가 이를 인식할 수 있도록 한다.Further, when the center SP2 of the weld indentation WM on the
이때, 상기 오차값이 오차허용범위에 있는 경우에는 정상신호(OK)를 출력하나, 오차값의 범위에 따라 용접위치의 수정신호를 출력할 수도 있다.In this case, when the error value is within the error tolerance range, the normal signal OK is output, but the correction signal of the welding position may be output according to the range of the error value.
통상, 상기한 오차허용범위는 레이저 마크(LM)의 직경(D1)이 10m이고, 용접 압흔(WM)의 직경(D2)이 6mm인 경우, 제품의 용접품질에 영향을 미치지 않는 7mm 이내로 설정되며, 오차값이 4mm~7mm의 범위에 있는 경우에는 상기한 수정신호를 출력할 수 있다. In general, the error tolerance range is set within 7 mm when the diameter D1 of the laser mark LM is 10 m and the diameter D2 of the weld indentation WM is 6 mm, which does not affect the welding quality of the product. When the error value is in the range of 4 mm to 7 mm, the correction signal may be output.
한편, 본 실시예에서는 검사대상으로 스폿 저항용접의 용접점에 대해서 적용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, CO2 용접점 또는 필요에 따라서 피어싱 홀에 대한 정밀도 검사에도 응용될 수 있다. On the other hand, in the present embodiment, but applied to the welding spot of the spot resistance welding as an inspection object, it is not limited to this, it can be applied to the precision inspection of the CO2 welding point or the piercing hole as needed.
이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.
S1: 마킹좌표 입력단계 S2: 레이저 마킹단계
S3: 마킹영상 추출단계 S4: 마킹영상 판독단계
1: 입력기 3: 제어기
5: 로봇 제어기 7: 마킹 로봇
9: 레이저 마커 11: 지그
13: 부품 패널 15: 카메라
17: 디스플레이 LM: 레이저 마크
WM: 용접 압흔S1: Marking coordinate input step S2: Laser marking step
S3: Marking image extraction step S4: Marking image reading step
1: input 3: controller
5: robot controller 7: marking robot
9: laser marker 11: jig
13: Components Panel 15: Camera
17: display LM: laser mark
WM: welding indentation
Claims (10)
상기 마킹 로봇의 일측에 구성되는 레이저 마커를 통하여 실제 공정라인에서 용접 조립된 부품 패널에 대하여 상기 마킹위치 좌표값에 따른 해당 마킹위치에 레이저 마크의 형태로 표시하는 레이저 마킹단계;
상기 마킹 로봇의 타측에 구성되는 카메라를 통하여 상기 레이저 마크를 촬영하여 마킹 영상을 추출하는 마킹영상 추출단계; 및
상기 마킹 영상으로부터 상기 부품 패널 상의 해당 레이저 마크에 대하여 실제 공정라인에서 용접된 용접 압흔(welding trace)이 오차허용범위 내에 있는지를 자동 판독하는 마킹영상 판독단계를 포함하되,
상기 마킹영상 판독단계는 상기 마킹영상 추출단계로부터 추출된 마킹 영상으로부터 해당 레이저 마크와 용접 압흔의 중심간 거리를 오차값으로 하여 오차값을 계산하는 오차값 추출단계와; 상기 오차값이 설정된 오차허용범위 내에 있는지를 판단하여 정상 또는 오류 신호를 출력하는 오차값 판단단계로 이루어지며,
상기 레이저 마크와 용접 압흔은 상기 마킹 영상으로부터 픽셀단위로 명도를 분석하여 명도값의 차이로 구분하는 것을 특징으로 하는 용접위치 검사방법.A marking coordinate input step of extracting a welding position coordinate value consisting of spatial coordinate values of the X-axis, Y-axis, and Z-axis from the welding position data on the product design drawing and inputting the marking position coordinate value into the behavior program of the marking robot;
A laser marking step of displaying, in the form of a laser mark, on a corresponding marking position according to the marking position coordinate value with respect to a panel of parts welded and assembled in an actual process line through a laser marker configured at one side of the marking robot;
A marking image extraction step of extracting a marking image by photographing the laser mark through a camera configured at the other side of the marking robot; And
And a marking image reading step of automatically reading from the marking image whether the welding trace welded in the actual process line is within an error tolerance range with respect to the corresponding laser mark on the component panel.
The marking image reading step may include: an error value extracting step of calculating an error value using the distance between the center of the laser mark and the weld indentation from the marking image extracted from the marking image extracting step as an error value; An error value determination step of outputting a normal or error signal by determining whether the error value is within a set error tolerance range,
Wherein the laser mark and the weld indentation is weld position inspection method characterized in that to distinguish the brightness value by analyzing the brightness in units of pixels from the marking image.
상기 레이저 마크는
저입열의 레이저빔에 의해 정원형의 열흔(heat trace) 패턴으로 형성되는 용접위치 검사방법.The method of claim 1,
The laser mark
Welding position inspection method is formed by a heat trace pattern of the garden type by a low heat input laser beam.
상기 레이저 마크는
상기 용접 압흔의 직경보다 더 큰 직경을 갖는 정원형으로 형성되는 용접위치 검사방법.The method of claim 1,
The laser mark
Welding position inspection method is formed in a garden having a diameter larger than the diameter of the weld indentation.
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