JP2005216294A - 工業プロセス、特にレーザ溶接プロセスの品質制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】工業プロセスの品質制御方法は、工業プロセスについての参照信号および現実の信号を用意する工程と、参照信号と現実の信号を比較する工程とを備え、さらに参照信号から変換された信号を得る工程と、現実の信号から変換された信号を得る工程と、変換された信号のエネルギーをそれぞれ計算する工程とを備え、比較工程は、エネルギーを相互に比較して、選択された周波数の数値に関して対応する時間−周波数分布を抽出する工程と、前記時間−周波数分布のエネルギーを計算する工程と、前記時間−周波数分布のエネルギーと閾値とを比較して、欠陥に関連したエネルギー値を識別する工程とを含む。
【選択図】 図1
Description
工業プロセスについての1つ又はそれ以上の参照信号を用意する工程と、
前記工業プロセスの品質を示す1つ又はそれ以上の現実の信号を取得する工程と、
前記工業プロセスでの欠陥を識別するために、前記1つ又はそれ以上の参照信号と前記1つ又はそれ以上の現実の信号とを比較する工程とを備える。
前記参照信号から変換された信号を得る工程と、
前記現実の信号から変換された信号を得る工程と、
前記変換された参照信号および変換された現実の信号のエネルギーを計算する工程とを備え、
前記比較工程は、前記変換された参照信号および変換された現実の信号の前記エネルギーを相互に比較して、選択された周波数の数値に関して対応する時間−周波数分布を抽出する工程と、
前記時間−周波数分布のエネルギーを計算する工程と、
前記時間−周波数分布のエネルギーと閾値とを比較して、欠陥に関連したエネルギー値を識別する工程とを含む。
2,3 シート金属
4 集光ヘッド
5 レンズ
6 半反射ミラー
7 センサ
8 電子制御処理ユニット
9 パーソナルコンピュータ
11 アンチエイリアシングフィルタ
12 収集カード
Claims (12)
- 工業プロセスについての1つ又はそれ以上の参照信号(Xref)を用意する工程と、
前記工業プロセスの品質を示す1つ又はそれ以上の現実の信号(Xreal)を取得する工程と、
前記工業プロセスでの欠陥を識別するために、前記1つ又はそれ以上の参照信号(Xref)と前記1つ又はそれ以上の現実の信号(Xreal)とを比較する工程とを備え、
さらに、前記参照信号(Xref)から変換された信号(Xref_inv_norm)を得る工程と、
前記現実の信号(Xreal)から変換された信号(Xreal_inv_norm)を得る工程と、
前記変換された参照信号(Xref_inv_norm)および変換された現実の信号(Xreal_inv_norm)のエネルギー(Ereal,Eref)をそれぞれ計算する工程とを備え、
前記比較工程は、前記変換された参照信号(Xref_inv_norm)および変換された現実の信号(Xreal_inv_norm)の前記エネルギー(Ereal,Eref)を相互に比較して、選択された周波数の数値(f_e)に関して対応する時間−周波数分布(Tfdref,Tfdreal)を抽出する工程と、
前記時間−周波数分布(Tfdref,Tfdreal)のエネルギー(ETref,ETreal)を計算する工程と、
前記時間−周波数分布(Tfdref,Tfdreal)のエネルギーと閾値(max_Tfdref)とを比較して、欠陥に関連したエネルギー値を識別する工程とを含むことを特徴とする工業プロセスの品質制御方法。 - 前記参照信号(Xref)から変換された信号(Xref_inv_norm)を得て、前記現実の信号(Xreal)から変換された信号(Xreal_inv_norm)を得る工程は、離散ウェーブレット変換(DWT)の適用によるフィルタリング動作(100,200)を備えることを特徴とする請求項1記載の工業プロセスの品質制御方法。
- 前記参照信号(Xref)から変換された信号(Xref_inv_norm)を得て、前記現実の信号(Xreal)から変換された信号(Xreal_inv_norm)を得る工程は、さらに、参照信号(Xref)および現実の信号(Xreal)の両方に適用される動作を備え、
該動作は、ヒルベルト変換を、フィルタリング動作(100,200)から得られた信号(Xreal_DWT,Xref_DWT)に適用し、
ヒルベルト変換動作から得られた信号(Xref_HIL,Xreal_HIL)を正規化し、
正規化された信号(Xref_norm,Xreal_norm)の包絡線(103,203)を計算し、
高速フーリエ変換(FFT)を、正規化された信号(Xref_inv_norm,Xreal_inv_norm)の前記包絡線に適用して、前記変換された参照信号(Xref_inv_norm)および前記変換された現実の信号(Xreal_inv_norm)をそれぞれ得ることを特徴とする請求項2記載の工業プロセスの品質制御方法。 - 離散ウェーブレット変換(DWT)の適用によるフィルタリング動作(100,200)から得られた現実の信号(Xreal_DWT)に対して、フーリエ変換動作を実行して(201)、第2の変換された信号(FFT_real)を得て、そして、前記第2の変換された信号(FFT_real)を正規化して、第2の変換された正規化信号(FFT_real_norm)を得ることを特徴とする請求項2または3記載の工業プロセスの品質制御方法。
- 第2の変換された正規化信号(FFT_real_norm)を処理して(250,251,252)、現実の信号(Xreal)のスペクトルを表現する数値セット(B,F_Sn,F_Dx)を得ることを特徴とする請求項2または3記載の工業プロセスの品質制御方法。
- 現実の信号(Xreal)のスペクトルを表現する前記数値セット(B,F_Sn,F_Dx)の少なくとも一部を用いて、前記変換された参照信号(Xref_inv_norm)および前記変換された現実の信号(Xreal_inv_norm)の前記エネルギー(Ereal,Eref)をそれぞれ計算する(106,206)ことを特徴とする請求項5記載の工業プロセスの品質制御方法。
- 前記変換された参照信号(Xref_inv_norm)および前記変換された現実の信号(Xreal_inv_norm)の前記エネルギー(Ereal,Eref)をそれぞれ比較して、対応した時間−周波数分布(Tfd)を得る動作は、
前記変換された参照信号(Xref_inv_norm)および前記変換された現実の信号(Xreal_inv_norm)の高速フーリエ変換(FFT)の共役を計算して(300)、共役化され変換された現実の信号X* real_inv_norm(f)および共役化され変換された参照信号X* ref_inv_norm(f)を得て、
参照信号のエネルギー(Eref)および現実の信号のエネルギー(Ereal)を互いに比較して(301)、現実の信号のエネルギー(Ereal)が参照信号のエネルギー(Eref)より大きくなる周波数の数値(f_e)を抽出し(302)、
行が、抽出された周波数の数値(f_e)で表わされ、列が、離散ウェーブレット変換(DWT)によるフィルタリング動作(200)から得られた時間的数値(t1…tN/2)で表わされるマトリクス(M)を構築し(303)、
前記マトリクス(M)の各行について、二次の時間−周波数分布を参照信号(Tfdref)および現実の信号(Tfdreal)について計算する(304)ことを特徴とする請求項2〜6のいずれかに記載の工業プロセスの品質制御方法。 - 前記マトリクス(M)の各行について、二次の時間−周波数分布を参照信号(Tfdref)および現実の信号(Tfdreal)について計算する前記動作(304)は、マルジュノ−ヒル(Margenau-Hill)の関係を適用して実行することを特徴とする請求項2〜6のいずれかに記載の工業プロセスの品質制御方法。
- 前記時間−周波数分布(Tfdref,Tfdreal)のエネルギー(ETref,ETreal)を計算する前記動作は、
時間の瞬間ごとに前記エネルギー(ETref,ETreal)を計算し(305)、さらにエネルギーの最大値(max_Tfdref)を計算し(306)、前記エネルギーの最大値(max_Tfdref)を閾値として用いて(307)、
前記エネルギーの最大値(max_Tfdref)と、現実の信号の二次の時間−周波数分布(Tfdreal)のエネルギー(ETreal)についての各時間的数値とを比較して、欠陥に関連したエネルギー数値を識別することを特徴とする請求項2〜6のいずれかに記載の工業プロセスの品質制御方法。 - 1つ又はそれ以上のプロセスパラメータを検出するためのセンサ手段(7)と、
前記センサ手段(7)が出力する信号を処理するための電子制御処理ユニット(8,9)とを備え、
前記センサ手段(7)が出力する信号を処理するための電子制御処理ユニット(8,9)は、請求項1〜9のいずれかに記載の工業プロセスの品質制御方法を実行することを特徴とする工業プロセスの品質制御システム。 - 前記工業プロセスは、レーザ溶接プロセスであることを特徴とする請求項10記載の工業プロセスの品質制御システム。
- コンピュータのメモリに直接ロード可能であって、コンピュータ上で実行された場合、請求項1〜9のいずれかに記載の工業プロセスの品質制御方法を実行するソフトウエアコードを含むコンピュータプログラム製品。
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