JP2843415B2 - レーザ加工機の画像処理システム - Google Patents
レーザ加工機の画像処理システムInfo
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- JP2843415B2 JP2843415B2 JP2120039A JP12003990A JP2843415B2 JP 2843415 B2 JP2843415 B2 JP 2843415B2 JP 2120039 A JP2120039 A JP 2120039A JP 12003990 A JP12003990 A JP 12003990A JP 2843415 B2 JP2843415 B2 JP 2843415B2
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- Japan
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- image
- processing
- work
- image processing
- processing system
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、集光されたレーザ光を平板状のワークの上
面から照射することにより前記ワークを熱切断するレー
ザ加工機の画像処理システムに関する。
面から照射することにより前記ワークを熱切断するレー
ザ加工機の画像処理システムに関する。
（従来の技術） 集光されたレーザ光を平板状のワークの上面から照射
することにより前記ワークを熱切断するレーザ加工機に
あっては、ワーク材質，板厚，切断形状により定まるワ
ーク条件に対し各種の加工条件を最適に設定することが
肝要である。
することにより前記ワークを熱切断するレーザ加工機に
あっては、ワーク材質，板厚，切断形状により定まるワ
ーク条件に対し各種の加工条件を最適に設定することが
肝要である。
各種の加工条件とは、発振レーザ、アシストガスなど
レーザ切断加工に関係する各種の条件である。発振レー
ザの条件とは、レーザ出力（パワー，パルス周波数，デ
ューティ比）と、光軸のアライメントなどである。アシ
ストガス条件とは、アシストガス種，混合比，ガス圧力
などである。
レーザ切断加工に関係する各種の条件である。発振レー
ザの条件とは、レーザ出力（パワー，パルス周波数，デ
ューティ比）と、光軸のアライメントなどである。アシ
ストガス条件とは、アシストガス種，混合比，ガス圧力
などである。
これら各種の加工条件については、全ての条件を最適
設定するのは仲々大変で、従来は、経験や勘により、ま
た試し加工を行うことにより、プログラマ側またはオペ
レータ側で条件設定し、レーザ切断加工を行っていた。
設定するのは仲々大変で、従来は、経験や勘により、ま
た試し加工を行うことにより、プログラマ側またはオペ
レータ側で条件設定し、レーザ切断加工を行っていた。
また、レーザ出力（パワー）の変動や光軸ずれが生
じ、バーニング（溶損）や非切断状態が発生した場合に
は、これら不良状態をオペレータが目視判別し、加工を
中断し、該条件を修正し、再加工を実施していた。
じ、バーニング（溶損）や非切断状態が発生した場合に
は、これら不良状態をオペレータが目視判別し、加工を
中断し、該条件を修正し、再加工を実施していた。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の如き従来よりの加工条件の設定
方法は、経験や勘、あるいは試し加工によりプログラマ
またはオペレータが試行錯誤で条件設定するというもの
であるので、条件設定作業が大変で、かつ必ずしも最適
値が設定されておらず、少しの状態変化で許容範囲から
外れ、前記のバーニングや非切断状態を生ぜしめる結果
となるという問題があった。
方法は、経験や勘、あるいは試し加工によりプログラマ
またはオペレータが試行錯誤で条件設定するというもの
であるので、条件設定作業が大変で、かつ必ずしも最適
値が設定されておらず、少しの状態変化で許容範囲から
外れ、前記のバーニングや非切断状態を生ぜしめる結果
となるという問題があった。
また、切断不良状態をオペレータが目視判断するとい
うものであるので、自動化ラインの達成を困難としてお
り、実際にバーニングや非切断状態が生ずるまで不良状
態が判別できないので、どうしても不良品を発生させて
しまうと共に、不良状態を発見できずにいると、以後多
数の不良品を連続して発生してしまうという問題があっ
た。
うものであるので、自動化ラインの達成を困難としてお
り、実際にバーニングや非切断状態が生ずるまで不良状
態が判別できないので、どうしても不良品を発生させて
しまうと共に、不良状態を発見できずにいると、以後多
数の不良品を連続して発生してしまうという問題があっ
た。
そこで、本発明は、不良切断状態を自動的に判別でき
るレーザ加工機の画像処理システムを提供することを目
的とする。
るレーザ加工機の画像処理システムを提供することを目
的とする。
また、本発明は、加工状態の画像データを用いて最適
加工条件を自動設定できるレーザ加工機の画像処理シス
テムを提供することを目的とする。
加工条件を自動設定できるレーザ加工機の画像処理シス
テムを提供することを目的とする。
さらに、本発明は、切断加工状態の画像データをデー
タベース化できるレーザ加工機の画像処理システムを提
供することを目的とする。
タベース化できるレーザ加工機の画像処理システムを提
供することを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前述のごとき問題に鑑みて、本発明は、集光されたレ
ーザ光を平板状のワークの上面側から照射することによ
り前記ワークを切断加工するレーザ加工機の画像処理シ
ステムにおいて、前記ワークの下面側に、前記ワークの
熱切断部を指向し、前記レーザ光による熱切断状態を撮
像する画像処理用のカメラを設け、該カメラで撮像して
得られる画像を処理し、熱切断状態の画像を捉える画像
処理手段を備え、前記画像処理手段には、各種加工条件
のうち少なくとも１つの加工条件を可変としつつ、現在
画像データを予め設定した最適画像データと比較するこ
とにより、該画像データの一致で最適加工条件を自動設
定する最適加工条件自動設定手段が付属されることを特
徴とするレーザ加工機の画像処理システムである。
ーザ光を平板状のワークの上面側から照射することによ
り前記ワークを切断加工するレーザ加工機の画像処理シ
ステムにおいて、前記ワークの下面側に、前記ワークの
熱切断部を指向し、前記レーザ光による熱切断状態を撮
像する画像処理用のカメラを設け、該カメラで撮像して
得られる画像を処理し、熱切断状態の画像を捉える画像
処理手段を備え、前記画像処理手段には、各種加工条件
のうち少なくとも１つの加工条件を可変としつつ、現在
画像データを予め設定した最適画像データと比較するこ
とにより、該画像データの一致で最適加工条件を自動設
定する最適加工条件自動設定手段が付属されることを特
徴とするレーザ加工機の画像処理システムである。
また、集光されたレーザ光を平板状のワークの上面側
から照射することにより前記ワークを切断加工するレー
ザ加工機の画像処理システムにおいて、前記ワークの下
面側に、前記ワークの熱切断部を指向し、前記レーザ光
による熱切断状態を撮像する画像処理用のカメラを設
け、該カメラで撮像して得られる画像を処理し、熱切断
状態の画像を捉える画像処理手段を備え、画像データ
は、バーニングによる溶損物の有無、溶損物の位置及び
数、スパッタ照度、スパッタ粒径、スパッタ飛散角、ス
パッタ飛散距離など画像内容を表現する特徴データに変
換されることを特徴とするレーザ加工機の画像処理シス
テムである。
から照射することにより前記ワークを切断加工するレー
ザ加工機の画像処理システムにおいて、前記ワークの下
面側に、前記ワークの熱切断部を指向し、前記レーザ光
による熱切断状態を撮像する画像処理用のカメラを設
け、該カメラで撮像して得られる画像を処理し、熱切断
状態の画像を捉える画像処理手段を備え、画像データ
は、バーニングによる溶損物の有無、溶損物の位置及び
数、スパッタ照度、スパッタ粒径、スパッタ飛散角、ス
パッタ飛散距離など画像内容を表現する特徴データに変
換されることを特徴とするレーザ加工機の画像処理シス
テムである。
さらに、前記特徴データは、条件対応されて蓄積さ
れ、データベース化されるレーザ加工機の画像処理シス
テムである。
れ、データベース化されるレーザ加工機の画像処理シス
テムである。
さらに、また前記テータベースは、加工条件の設定シ
ミュレーションに利用されることを特徴とするレーザ加
工機の画像処理システムである。
ミュレーションに利用されることを特徴とするレーザ加
工機の画像処理システムである。
（作用） 本発明のレーザ加工機の画像処理システムでは、ワー
クの熱切断部を下面側から撮像し熱切断状態の画像デー
タを捉え、現在画像を基準の状態または画像データと比
較することにより切断良否を判別し、切断不良が生じた
場合、あるいは切断不良となる恐れがある場合にアラー
ム処理することができる。基準データは、ワーク条件や
加工条件など条件変化に応じて変化させてもよい。
クの熱切断部を下面側から撮像し熱切断状態の画像デー
タを捉え、現在画像を基準の状態または画像データと比
較することにより切断良否を判別し、切断不良が生じた
場合、あるいは切断不良となる恐れがある場合にアラー
ム処理することができる。基準データは、ワーク条件や
加工条件など条件変化に応じて変化させてもよい。
また、各種加工条件のうち少なくとも１つの加工条件
を可変としつつ、現在画像データを予め設定した最適画
像データと比較することにより、両画像データの一致で
最適加工条件を自動設定できる。
を可変としつつ、現在画像データを予め設定した最適画
像データと比較することにより、両画像データの一致で
最適加工条件を自動設定できる。
さらに、画像データとしてはバーニング発生の有無，
バーニング溶損物の発生位置及び数をコート（1,0）デ
ータで示したり、スパッタ照度，スパッタ分布，スパッ
タ粒径，スパッタ飛散距離など画像内容を表現する特徴
データに変換することにより、少ない記憶容量で応用性
に富むデータベースを蓄積でき、例えば加工条件の設定
シミュレーションに応用できる。
バーニング溶損物の発生位置及び数をコート（1,0）デ
ータで示したり、スパッタ照度，スパッタ分布，スパッ
タ粒径，スパッタ飛散距離など画像内容を表現する特徴
データに変換することにより、少ない記憶容量で応用性
に富むデータベースを蓄積でき、例えば加工条件の設定
シミュレーションに応用できる。
このシミュレーションは、ワーク条件及び加工条件を
入力すると、前記データベースが参照され、各条件に合
致した切断状態が表示されるというようなものである。
データ不足の加工条件に対しては、補間データを用いる
ようにすればよい。
入力すると、前記データベースが参照され、各条件に合
致した切断状態が表示されるというようなものである。
データ不足の加工条件に対しては、補間データを用いる
ようにすればよい。
（実施例） 第１図は、本発明の一実施例に係るレーザ加工機の画
像処理システムの構成例を示す説明図である。
像処理システムの構成例を示す説明図である。
まず、レーザ加工機の構成について示すと、平板状の
ワークＷを把持するワーククランプ装置１は、紙面に対
し垂直方向（Ｘ）に移動するキャレッジ２に複数個（例
えば２個）取付けられており、図示しないサーボモータ
の駆動によりワークＷをＸ軸上で移動させる。
ワークＷを把持するワーククランプ装置１は、紙面に対
し垂直方向（Ｘ）に移動するキャレッジ２に複数個（例
えば２個）取付けられており、図示しないサーボモータ
の駆動によりワークＷをＸ軸上で移動させる。
前記キャレッジ２は摺動ベース３を介してキャレッジ
ベース４上に設けられている。キャレッジベース４の下
方には、図において左右方向（Ｙ）に延設されたボール
ねじ５に螺合されるナット部材が設けられ、サーボモー
タ６を駆動し、ボールねじ５を回転させることにより、
キャレッジ４はＹ軸方向に移動可能とされている。
ベース４上に設けられている。キャレッジベース４の下
方には、図において左右方向（Ｙ）に延設されたボール
ねじ５に螺合されるナット部材が設けられ、サーボモー
タ６を駆動し、ボールねじ５を回転させることにより、
キャレッジ４はＹ軸方向に移動可能とされている。
したがって、図示しないＸ軸サーボモータ及びＹ軸サ
ーボモータ６を適宜サーボ駆動することにより、ワーク
Ｗを平面XY上の一位置に位置決めでき、かつ任意の速度
で移動させることができる。
ーボモータ６を適宜サーボ駆動することにより、ワーク
Ｗを平面XY上の一位置に位置決めでき、かつ任意の速度
で移動させることができる。
一方、ワークＷの上面には、一定間隔を置いてレーザ
加工ヘッド７が配置され、その内部には集光レンズ８が
設けられ、ワークＷと対向する面にはノズル９が設けら
れている。
加工ヘッド７が配置され、その内部には集光レンズ８が
設けられ、ワークＷと対向する面にはノズル９が設けら
れている。
前記加工ヘッド７の上部にはベンドミラー10が設けら
れ、レーザ発振器11から出力されたレーザ光LBを屈曲さ
せ集光レンズ８に対して照射するようになっている。集
光レンズ８は入力された未集光のレーザ光LBを集光し、
ノズル９を介してワークＷの上面に照射する。焦点位置
は、通常、ワークＷの内部に設定される。
れ、レーザ発振器11から出力されたレーザ光LBを屈曲さ
せ集光レンズ８に対して照射するようになっている。集
光レンズ８は入力された未集光のレーザ光LBを集光し、
ノズル９を介してワークＷの上面に照射する。焦点位置
は、通常、ワークＷの内部に設定される。
前記加工ヘッド７の側面には、アシストガスを導入す
るためのガス供給管12が接続されている。アシストガス
としては、N2,O2（低圧及び高圧）、airの３種が準備さ
れ、O2,air＋O2,air＋N2の組み合わせで使い分けられる
のが一般的である。
るためのガス供給管12が接続されている。アシストガス
としては、N2,O2（低圧及び高圧）、airの３種が準備さ
れ、O2,air＋O2,air＋N2の組み合わせで使い分けられる
のが一般的である。
前記アシストガス供給管12に接続されるガス圧調整器
及びガス種選択用のソレノイド弁、あるいは前記サーボ
モータ６や発振器11は、NC装置13と接続され、NCプログ
ラムの実行により所定手順で制御される。詳しくは、NC
プログラムは前記サーボモータを駆動するための準備コ
ード（Ｇコード）と、各種アクチュエータ類を駆動する
補助コード（Ｍコード）とを用いて記載されており、各
コードを順次実行することにより、ワークＷを適宜位置
決め、移動させつつ、レーザ光の出力変化を与えるなど
条件変化させるようになっている。
及びガス種選択用のソレノイド弁、あるいは前記サーボ
モータ６や発振器11は、NC装置13と接続され、NCプログ
ラムの実行により所定手順で制御される。詳しくは、NC
プログラムは前記サーボモータを駆動するための準備コ
ード（Ｇコード）と、各種アクチュエータ類を駆動する
補助コード（Ｍコード）とを用いて記載されており、各
コードを順次実行することにより、ワークＷを適宜位置
決め、移動させつつ、レーザ光の出力変化を与えるなど
条件変化させるようになっている。
切断加工されるワークＷの下面からは、オレンジ色の
スパッタ14が飛散する。
スパッタ14が飛散する。
次に、本例のシステムでは、前記ワークＷの下面側
に、前記ワークの熱切断部を下方側から臨み、熱切断状
態を撮像するCCDカメラ15が設けられている。このカメ
ラ15の前面には、保護カバー16が付属されている。
に、前記ワークの熱切断部を下方側から臨み、熱切断状
態を撮像するCCDカメラ15が設けられている。このカメ
ラ15の前面には、保護カバー16が付属されている。
また、前記カメラ15には、その映像信号Ｓを入力し、
画像処理する画像処理装置16が接続されている。画像処
理装置16は、前記NC装置13とも接続されている。
画像処理する画像処理装置16が接続されている。画像処
理装置16は、前記NC装置13とも接続されている。
画像処理装置16の詳細を第２図に示した。
本例の画像処理装置16は、システムバス17に、CPU1
8、ROM19、RAM20、入出力装置（I/O）21、表示用インタ
フェイス22、データベースインタフェイス23、画像メモ
リ24を接続して成り、この画像メモリ24にはカメラ15の
影像信号Ｓを２値化信号に変換し入力する２値化（A/
D）回路25が設けられている。
8、ROM19、RAM20、入出力装置（I/O）21、表示用インタ
フェイス22、データベースインタフェイス23、画像メモ
リ24を接続して成り、この画像メモリ24にはカメラ15の
影像信号Ｓを２値化信号に変換し入力する２値化（A/
D）回路25が設けられている。
表示用インタフェイス22には、表示器26が接続されて
いる。入出力装置21には、前記NC装置13が接続されてい
る。データベース用のインタフェイス23にはデータベー
ス27が接続され、このデータベース27には、加工条件シ
ミュレーション装置28が接続されている。
いる。入出力装置21には、前記NC装置13が接続されてい
る。データベース用のインタフェイス23にはデータベー
ス27が接続され、このデータベース27には、加工条件シ
ミュレーション装置28が接続されている。
上記構成において、画像メモリ24には、第３図（ａ）
（ｂ）（ｃ）に示すような熱切断状態を示す画像29A,29
B,29Cが得られ、CPU18で第４図以下に示す各種の処理を
実行することが可能である。表示器26には、第３図に示
す画像など適宜の表示を行うことができる。
（ｂ）（ｃ）に示すような熱切断状態を示す画像29A,29
B,29Cが得られ、CPU18で第４図以下に示す各種の処理を
実行することが可能である。表示器26には、第３図に示
す画像など適宜の表示を行うことができる。
本例のカメラ15及び画像処理装置16では、映像信号Ｓ
をA/D変換する際、明るい部分の映像部分を“1"、その
他の暗い映像部分を“0"とするものとする。また、適宜
ウインドウ区間での平均的な明るさを検出するなどによ
り照度検出でき、RGBの混合比を分析できるなどカラー
分析できるものとする。第３図（ａ）に示す画像29A
は、良好な切断状態を示すもので、スパッタ14が狭い角
度（90゜以下）の範囲で下方へ規則的に流されている。
このようなスパッタ14が飛散する状態は、 中央部分の照度をＩ スパッタ係数距離をＬ スパッタの分布状態をφＯ スパッタの平均粒径をφAV スパッタの最大粒径をφMAX スパッタ光のRGB混合比をr:g:b とする特徴データで表現することができる。
をA/D変換する際、明るい部分の映像部分を“1"、その
他の暗い映像部分を“0"とするものとする。また、適宜
ウインドウ区間での平均的な明るさを検出するなどによ
り照度検出でき、RGBの混合比を分析できるなどカラー
分析できるものとする。第３図（ａ）に示す画像29A
は、良好な切断状態を示すもので、スパッタ14が狭い角
度（90゜以下）の範囲で下方へ規則的に流されている。
このようなスパッタ14が飛散する状態は、 中央部分の照度をＩ スパッタ係数距離をＬ スパッタの分布状態をφＯ スパッタの平均粒径をφAV スパッタの最大粒径をφMAX スパッタ光のRGB混合比をr:g:b とする特徴データで表現することができる。
第３図（ｂ）に示す画像29Bは、バーニング時の不良
状態を示すもので、ワークの裏面に溶損物30が、赤熱の
大きな固まりになって付着されている。このバーニング
の状態は、 溶損物の有無を１または０ 溶存物の数をｎ 各溶損物の位置をPi（ｉ＝1,2…） とする特徴データで表現することができる。
状態を示すもので、ワークの裏面に溶損物30が、赤熱の
大きな固まりになって付着されている。このバーニング
の状態は、 溶損物の有無を１または０ 溶存物の数をｎ 各溶損物の位置をPi（ｉ＝1,2…） とする特徴データで表現することができる。
第３図（ｃ）に示す画像29Cは、非切断時の不良状態
を示すもので、光が貫通せず、全面が暗部となってい
る。
を示すもので、光が貫通せず、全面が暗部となってい
る。
この画像29Cの特徴データは、全面暗部であることで
表現することができる。
表現することができる。
第４図にデータ蓄積方式を示す。
ステップ401で加工開始されると、ステップ402でワー
ク条件及び加工条件など全条件を入力し、ステップ403
で熱切断状態を撮像する。
ク条件及び加工条件など全条件を入力し、ステップ403
で熱切断状態を撮像する。
ステップ403での撮像は、条件変化に応じて適宜周期
または適宜区毎に実施される。すなわち、例えば一部に
円弧部を有する矩形の製品Woをピアス加工をしてのち切
断することを考えるとき、ピアスの初期、中間、終了時
点で撮像し、その後、製品Woの切断加工に入るとき、次
いで直線部、屈曲部、円弧部につき、適宜周期で撮像す
る。
または適宜区毎に実施される。すなわち、例えば一部に
円弧部を有する矩形の製品Woをピアス加工をしてのち切
断することを考えるとき、ピアスの初期、中間、終了時
点で撮像し、その後、製品Woの切断加工に入るとき、次
いで直線部、屈曲部、円弧部につき、適宜周期で撮像す
る。
ステップ403で撮像された第３図に示すような画像デ
ータは、ステップ404で上記の特徴データに変換され、
データベースインタフェイス23を介してデータベース27
に条件毎に分類整理して蓄積される。
ータは、ステップ404で上記の特徴データに変換され、
データベースインタフェイス23を介してデータベース27
に条件毎に分類整理して蓄積される。
ステップ405では一単位の製品加工終了を判別し、終
了まではステップ401〜404の処理を繰り返す。
了まではステップ401〜404の処理を繰り返す。
よって、データベース27には、あらゆる条件下での画
像の特徴データが抽出蓄積されるので、加工条件シミュ
レーション装置28は、これを参照し、例えばピアス加工
においてある条件下でのタイムチャート的な画像を推定
表示することができる。
像の特徴データが抽出蓄積されるので、加工条件シミュ
レーション装置28は、これを参照し、例えばピアス加工
においてある条件下でのタイムチャート的な画像を推定
表示することができる。
加工条件シミュレーション装置28は、CAD・CAMなど自
動プログラミング装置の近傍、あるいはNC装置13の近傍
に配置され、プログラマ、あるいはオペレータの条件入
力により、その条件に合致する特徴データを抽出し、切
断状況のシミュレーションを行うものである。
動プログラミング装置の近傍、あるいはNC装置13の近傍
に配置され、プログラマ、あるいはオペレータの条件入
力により、その条件に合致する特徴データを抽出し、切
断状況のシミュレーションを行うものである。
第５図は切断加工における画像データの応用方式の一
例を示すフローチャートである。
例を示すフローチャートである。
ステップ501でスパッタ14を撮像し、ステップ502で画
像処理し、ステップ503でこの画像を判別することによ
り、第３図（ａ）に示す切断良好状態（状態Ａ）であれ
ばステップ504へ移行し加工を続行するが、第３図
（ｂ）のバーニング状態（状態Ｂ）、第３図（ｃ）の非
切断状態（状態Ｃ）であればステップ505でアラームを
出力し、ステップ506でパワーを低下させ、ステップ507
で一時停止する。
像処理し、ステップ503でこの画像を判別することによ
り、第３図（ａ）に示す切断良好状態（状態Ａ）であれ
ばステップ504へ移行し加工を続行するが、第３図
（ｂ）のバーニング状態（状態Ｂ）、第３図（ｃ）の非
切断状態（状態Ｃ）であればステップ505でアラームを
出力し、ステップ506でパワーを低下させ、ステップ507
で一時停止する。
本例では、不良品発生の初期の時点で自動的な停止処
理を行えるので、以後多数の不良品を継続して発生する
ことを防止できる。
理を行えるので、以後多数の不良品を継続して発生する
ことを防止できる。
第６図は第５図の処理を発展させ、ステップ503の比
較処理を画像そのもので比較するのではなく、上記の特
徴データで比較するようにしたものである。
較処理を画像そのもので比較するのではなく、上記の特
徴データで比較するようにしたものである。
ステップ601で加工開始すると、ステップ602でNC装置
13から現在加工部分の条件を入力し、ステップ603で条
件に応じた基準画像データを、例えば次のように設定す
る。
13から現在加工部分の条件を入力し、ステップ603で条
件に応じた基準画像データを、例えば次のように設定す
る。
スパッタ飛散角50〜70゜ スパッタ飛散距離150〜300mm RGB混合比a0:b0:c0 溶損物発生（無） 次いで、ステップ604で撮像し、ステップ605,606で両
画像と比較する。
画像と比較する。
ここでの比較処理は、今回撮像した画像を特徴データ
に変換して基準の特徴データと比較するような処理であ
る。全ての特徴データが基準値内にある状態をA0,特徴
データが１つでも基準値から外れた状態で、前記の状態
B,Cには至っていない状態をＡ′とする。
に変換して基準の特徴データと比較するような処理であ
る。全ての特徴データが基準値内にある状態をA0,特徴
データが１つでも基準値から外れた状態で、前記の状態
B,Cには至っていない状態をＡ′とする。
ステップ605で基準値内の状態A0が判別された場合に
は、切断は良好な状態にあるのでステップ607へ移行
し、加工を続行する。
は、切断は良好な状態にあるのでステップ607へ移行
し、加工を続行する。
ステップ605で基準値から外れた状態Ａ′が判別され
た場合には、ステップ608へ移行し、調整可能であるか
否かを判別し、調整可能であればステップ609へ移行し
て条件調整し、ステップ607へ移行して加工を続行す
る。
た場合には、ステップ608へ移行し、調整可能であるか
否かを判別し、調整可能であればステップ609へ移行し
て条件調整し、ステップ607へ移行して加工を続行す
る。
ステップ605,606で状態B,Cが判別され、またはステッ
プ608で状態Ａ′につき調整不能と判別されたときは、
ステップ610へ移行し、アラーム発生し、ステップ611で
出力減少し、加工を一時停止する。ステップ608で状態
Ａ′につき調整不能と判別された場合であっても、この
限りで即アラームとするのではなく、適宜の時間ないし
回転を待って、それでもなお状態Ａ′が続くときのみア
ラームとすることもできる。
プ608で状態Ａ′につき調整不能と判別されたときは、
ステップ610へ移行し、アラーム発生し、ステップ611で
出力減少し、加工を一時停止する。ステップ608で状態
Ａ′につき調整不能と判別された場合であっても、この
限りで即アラームとするのではなく、適宜の時間ないし
回転を待って、それでもなお状態Ａ′が続くときのみア
ラームとすることもできる。
よって、本例では、ステップ609で条件ずれを調整す
るようにしたので、不良品発生を未然に防止でき、かつ
各加工条件をより最適方向へ移行させることができる。
るようにしたので、不良品発生を未然に防止でき、かつ
各加工条件をより最適方向へ移行させることができる。
第７図は最適加工条件の自動設定方式への応用例を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
ステップ701で設定すべき条件、例えばレーザ出力条
件としてのパワーを指定し、ステップ702で最適加工状
態の画像の特徴データを基準データA0として設定し、ス
テップ703で指定条件に初期値Ｐを与えて加工開始し、
ステップ704で撮像する。
件としてのパワーを指定し、ステップ702で最適加工状
態の画像の特徴データを基準データA0として設定し、ス
テップ703で指定条件に初期値Ｐを与えて加工開始し、
ステップ704で撮像する。
次いで、ステップ705で、撮像データを基準データA0
と比較し、撮像データと基準データA0とが一致するまで
ステップ706へ移行し、 Ｐ＝Ｐ±△Ｐ として、パワーＰを変化させる。その後、ステップ705
で画像データと基準データA0とが一致すればステップ70
7へ移行し、得られたパワーＰを最適値に設定する。
と比較し、撮像データと基準データA0とが一致するまで
ステップ706へ移行し、 Ｐ＝Ｐ±△Ｐ として、パワーＰを変化させる。その後、ステップ705
で画像データと基準データA0とが一致すればステップ70
7へ移行し、得られたパワーＰを最適値に設定する。
以上により、本例では、カメラ15で撮像した画像の特
徴データと基準データA0とを比較することにより最適加
工条件を得ることができる。
徴データと基準データA0とを比較することにより最適加
工条件を得ることができる。
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、適宜
の設計的変更を行うことにより、適宜態様で実施し得る
ものである。
の設計的変更を行うことにより、適宜態様で実施し得る
ものである。
［発明の効果］ 以上、詳細に説明したように、本発明のレーザ加工機
の画像処理システムでは、ワークの熱切断部を下面側か
ら撮像した熱切断状態の画像を捉え、リアルタイムで観
察できる他、現在画像を基準の状態または画像データと
比較することにより切断良否を判別し、切断不良が生じ
た場合、あるいは切断不良となる恐れがある場合にアラ
ーム処理することができる。
の画像処理システムでは、ワークの熱切断部を下面側か
ら撮像した熱切断状態の画像を捉え、リアルタイムで観
察できる他、現在画像を基準の状態または画像データと
比較することにより切断良否を判別し、切断不良が生じ
た場合、あるいは切断不良となる恐れがある場合にアラ
ーム処理することができる。
また、各種加工条件のうち少なくとも１つの加工条件
を可変としつつ、現在画像データを予め設定した最適画
像データと比較することにより、両画像データの一致で
最適加工条件を自動設定できる。
を可変としつつ、現在画像データを予め設定した最適画
像データと比較することにより、両画像データの一致で
最適加工条件を自動設定できる。
さらに、画像データとしては、バーニング，発生の有
無，バーニング溶損物の発生位置及び数をコード（1,
0）データで示したり、スパッタ照度，スパッタ分布，
スパッタ粒径，スパッタ飛散距離など画像内容を表現す
る特徴データに変換することにより、少ない記憶容量で
応用性に富むデータベースを蓄積できる。
無，バーニング溶損物の発生位置及び数をコード（1,
0）データで示したり、スパッタ照度，スパッタ分布，
スパッタ粒径，スパッタ飛散距離など画像内容を表現す
る特徴データに変換することにより、少ない記憶容量で
応用性に富むデータベースを蓄積できる。
第１図は本発明の一実施例に係るレーザ加工機の画像処
理システムの構成例を示す説明図、第２図は画像処理装
置の詳細を示すブロック図、第３図は良好切断状態及び
バーニング発生状態並びに非切断状態の画像の説明図、
第４図はデータ蓄積方式を示すフローチャート、第５図
は切断加工の一例を示すフローチャート、第６図は切断
加工の他の例を示すフローチャート、第７図は最適加工
条件の自動設定方式を示すフローチャートである。 13……NC装置 14……スパッタ 15……CCDカメラ 16……画像処理装置 27……データベース 28……加工条件シミュレーション装置 29（29A,29B,29C）……画像 30……溶損物
理システムの構成例を示す説明図、第２図は画像処理装
置の詳細を示すブロック図、第３図は良好切断状態及び
バーニング発生状態並びに非切断状態の画像の説明図、
第４図はデータ蓄積方式を示すフローチャート、第５図
は切断加工の一例を示すフローチャート、第６図は切断
加工の他の例を示すフローチャート、第７図は最適加工
条件の自動設定方式を示すフローチャートである。 13……NC装置 14……スパッタ 15……CCDカメラ 16……画像処理装置 27……データベース 28……加工条件シミュレーション装置 29（29A,29B,29C）……画像 30……溶損物
Claims (4)
- 【請求項１】集光されたレーザ光を平板状のワークの上
面側から照射することにより前記ワークを切断加工する
レーザ加工機の画像処理システムにおいて、 前記ワークの下面側に、前記ワークの熱切断部を指向
し、前記レーザ光による熱切断状態を撮像する画像処理
用のカメラを設け、 該カメラで撮像して得られる画像を処理し、熱切断状態
の画像を捉える画像処理手段を備え、 前記画像処理手段には、各種加工条件のうち少なくとも
１つの加工条件を可変としつつ、現在画像データを予め
設定した最適画像データと比較することにより、該画像
データの一致で最適加工条件を自動設定する最適加工条
件自動設定手段が付属されることを特徴とするレーザ加
工機の画像処理システム。 - 【請求項２】集光されたレーザ光を平板状のワークの上
面側から照射することにより前記ワークを切断加工する
レーザ加工機の画像処理システムにおいて、 前記ワークの下面側に、前記ワークの熱切断部を指向
し、前記レーザ光による熱切断状態を撮像する画像処理
用のカメラを設け、 該カメラで撮像して得られる画像を処理し、熱切断状態
の画像を捉える画像処理手段を備え、 画像データは、バーニングによる溶損物の有無、溶損物
の位置及び数、スパッタ照度、スパッタ粒径、スパッタ
飛散角、スパッタ飛散距離など画像内容を表現する特徴
データに変換されることを特徴とするレーザ加工機の画
像処理システム。 - 【請求項３】請求項２において、前記特徴データは、条
件対応されて蓄積され、データベース化されることを特
徴とするレーザ加工機の画像処理システム。 - 【請求項４】請求項３において、前記テータベースは、
加工条件の設定シミュレーションに利用されることを特
徴とするレーザ加工機の画像処理システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2120039A JP2843415B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | レーザ加工機の画像処理システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2120039A JP2843415B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | レーザ加工機の画像処理システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0417987A JPH0417987A (ja) | 1992-01-22 |
| JP2843415B2 true JP2843415B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=14776392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2120039A Expired - Fee Related JP2843415B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | レーザ加工機の画像処理システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2843415B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015016254A1 (ja) * | 2013-07-30 | 2015-02-05 | ブラザー工業株式会社 | レーザ加工システム、レーザ加工装置及びプログラム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5589090A (en) * | 1994-01-31 | 1996-12-31 | Song; Byung-Jun | Laser cutting apparatus with means for measuring cutting groove width |
| US5714705A (en) * | 1995-09-19 | 1998-02-03 | Roland Corporation | Arpeggiator |
| WO2002100620A1 (fr) * | 2001-06-11 | 2002-12-19 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. | Dispositif et procede pour le dessin de lignes de rayure sur substance fragile |
| DE10256262B4 (de) * | 2002-12-03 | 2013-02-21 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Prozesskontrolle bei der Laserbearbeitung von Bauteilen, Vorrichtung zur Laserbearbeitung sowie Computerprogramm und Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens |
| JP5819727B2 (ja) * | 2009-08-27 | 2015-11-24 | 株式会社Ｉｈｉ検査計測 | レーザ溶接良否判定方法及び良否判定装置 |
| DE102011004117A1 (de) * | 2011-02-15 | 2012-08-16 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Verfahren zur Kontrolle einer schneidenden Bearbeitung an einem Werkstück |
| CN103212822B (zh) * | 2012-01-19 | 2016-07-06 | 昆山思拓机器有限公司 | 全自动smt模板切割及检测一体化系统切割及检测方法 |
| JP6032182B2 (ja) * | 2013-11-18 | 2016-11-24 | トヨタ自動車株式会社 | レーザー加工方法及びレーザー加工装置 |
| JP2017122264A (ja) * | 2016-01-07 | 2017-07-13 | 新日鐵住金株式会社 | レーザ溝加工モニタリング方法、レーザ溝加工モニタリング装置、レーザ溝加工装置及び方向性磁性鋼板製造装置 |
| JP7268665B2 (ja) * | 2020-10-20 | 2023-05-08 | 株式会社豊田中央研究所 | レーザ加工システム |
-
1990
- 1990-05-11 JP JP2120039A patent/JP2843415B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015016254A1 (ja) * | 2013-07-30 | 2015-02-05 | ブラザー工業株式会社 | レーザ加工システム、レーザ加工装置及びプログラム |
| JP2015027681A (ja) * | 2013-07-30 | 2015-02-12 | ブラザー工業株式会社 | レーザ加工システム、レーザ加工装置及びプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0417987A (ja) | 1992-01-22 |
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