JPH0234293A - Laser beam machining method and device by visual assistance - Google Patents

Laser beam machining method and device by visual assistance

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JPH0234293A
JPH0234293A JP63183399A JP18339988A JPH0234293A JP H0234293 A JPH0234293 A JP H0234293A JP 63183399 A JP63183399 A JP 63183399A JP 18339988 A JP18339988 A JP 18339988A JP H0234293 A JPH0234293 A JP H0234293A
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Jaamin Shui
シュイ ジャーミン
Inmin Chim
チム インミン
Jonjao Gu
グウ ヂョンヂャオ
Dinyao Chim
チム ディンヤオ
Yonshue Jao
ヂャオ ヨンシュエ
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Abstract

PURPOSE: To improve efficiency in program preparation by photographing a graphic or object indicating a machining line, forming a threshold processing image, making a coordinate data from the machining line based on the image and thereby preparing a program. CONSTITUTION: An image pickup means 1 such as a solid (CCD) camera is arranged for a two-dimensional graphic or an object P indicating a machining line, and an image processing means 2 is provided that is constituted with a microcomputer 20 as the center. In addition, an image processing panel 21 is formed with a digital image generating circuit 22, temporary image storing circuit 23 and a display logic circuit 24. A threshold processing image is formed by a computer 20 that carries out threshold processing from a source gray image obtained by the image pickup means 1; based on the threshold processing image, a machining program is formed while an image display 25 is watched. Since the machining program is obtained through the image processing without calculation, efficiency is improved in the program preparation.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

産業上の利用分野 本発明はコンピュータ数値aIIllll(CNG)付
の2次元レーザ加工方法とそのレーザ加ニジステムに関
し、特に加工ラインを示す図形および物体を囮ルして画
像処理することでコンピュータ数値側tall(CNC
)の作動プログラムを自動的に作成するシー11加工方
法とそのレーザ加エシスデムに関する。 従来の技術 従来において、コンピュータ数値制御(CNG)イ(1
のレーザー加工機は、特に金属・非金属の薄物切断加工
の分野で広く使用されてきた。このような従来技術にか
かわるレーザ−加工機はコンビコータ数1fJJ御(C
NC)による作動プログラムを作成する必要があるのC
,コンピュータ数値制御(CNC)の作動プログラムを
作成する能力を備えたオペレータがレーザ加工の種類ご
とに作動プログラムを作成する必要があった。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、コンビ1−夕数V[υltMl(CNC
)の作動プログラムを作成するにあたっては萌6ってレ
ーザ加工する加工図形の座標を算出する必要があるので
、特に複鎖な図形または不規則な図形の加工を行う作動
プログラムの作成においでは、加工ラインの全てにわた
って複雑な泪pを行って、図形座標の井出をしなければ
ならない。従って、シー1f加工に入る1■の段取り段
階で多くの延べ人力と延べ時間とを心安としていた。 また、単種大量生産のレーザ加S[であれば、段取り段
階で多くの延べ人力と延べ時間とを必要としても、探線
的に引合うが、多種少量生産を行うフレキシブル生産シ
ステム(EMS)では、段取り段階で多くの延べ人力と
延べ時間とを必要としていたのでは採わが取れないばか
りでなく、フレキシブル生産システム(FMS)そのも
のが成立たない。 本発明は、以上のような実情を背景になされたもので、
コンピュータ数値側fil (CNC)例のし−ザ加I
nにおいて、加工ラインを表す図形または実物を!a像
手段で非接触的に読取って、画像処理し、コンピュータ
数値制all (CNC)の作動プログラムに変換する
レーザ加工方法を実現するレーザ加ニジステムを提供す
ることを目的とする。 問題点を解決するための手段 本発明では上記のような問題点は、視覚補助手段を利用
したレーナ加:[方法であって、△ステップ・・・加工
ラインを表す2次元の図形および物体を路影して、原始
灰色値画像を得、Bステップ・・・原始灰色値画像をし
きい値処理してコントラストを強調したしきい値処理画
像を得、Cステップ・・・しきい値処理画像を 70画像の輪郭線を取出すモード、 イ、画像の骨格線を取出ずモード、 つ0画像の輪郭線および骨格線を取出すニード、 の3つの選択モードのうち1つを選択して各加工ライン
の取出しを設定し、 Dステップ・・・設定した各加工ラインの取出しモード
に従って前記しきい値処理画像を、左から右へ、上から
下へと付加された座標によって、各加工ラインを座標デ
ータとして取出し、Eステップ・・・座標データとして
取出された各加工ラインを平滑に配列するとともにファ
イリングし、 Fステップ・・・座標データとしてファイリングされた
各加工ラインの座標配列を座標ベクトルデータ化し、 Cステップ・・・座標ベクトルデータ化された各加工ラ
インの座標配列に対して加[の開始点と終了点を設定し
、 1−1ステツプ・・・加工の開始点と終了点とに基づい
て各加工ラインの座標ベクテルを内側から外側に加■す
るように最適用−[4回路を設定し、1ステツプ・・・
以上のにうに設定された各加工ラインの座標ベクトルデ
ータをコンピュータ数値制fill (CNC)の作動
プログラムに変換するとともに、コンピュータ数値制御
(CNC)の制tII装置に人力してレーザ加工機の加
F経路を制御し、レーザ加工を実行する段階により構成
される視覚補助によるレーザ加工方法で解決できる。 本発明の好適な実施例では前記Cステップにおいて、輪
郭線の取出しを設定した時輪郭線内をしきい値処理画像
の最小灰色値と異なる所定の灰色値で充填するとともに
、骨格線の取出し設定をした時、最小灰色値をそのまま
維持するように形成すると便利である。 同じく、本発明は問題点を、視覚補助手段を利用したレ
ーザ加工のための装置であって、加工ラインを示す図形
および物体の2次元画像を囮影する搬像手段と、マイク
ロコンピュータを利用しC画像処理を行う画像処理手段
と、コンピュータ数値制御(CNC)の制御装置とレー
ザ加工機とから構成され、 前記画像処理手段が、画像表示装置と操作キーボードを
イ9没するとともに、アナ[1グ画像をディジタル画像
に変換するディジタル画像発生回路と、ディジタル画像
を一時記憶する画像一時記録装置と、ディジタル画像を
前記画像表示装置に表示するだめのディスプレイロジッ
ク回路と、必要な処理が完了した加工ラインの座標デー
タを座標ベクトルデータに変換する画像ベクトル座標変
換回路とよりなり、踊像を行うプログラムと、搬像手段
により得られた2次元画像をしきい値処理するプログラ
ムと、加工ラインとして輪郭線ならびに骨格線を選択し
抽出するブ[1グラムとJl!標データを座標ベクトル
データに変換するプログラムと、加工の開始点と終了点
を設定するプログラムとを備えたことを特徴とする視覚
補助によるレーザ加工方法で解決する。 本発明にかかわる好適な実施例において、前記銀像1段
は電荷結合装置(COD)を固体搬像素子として利用し
た固体カメラであると好都合である。 作用 本発明にかかわる視覚補助によるレーIJ’加工方法は
そのii!ia処理において前記A−1スタ・ツブのよ
うな画像処理の方法を採用しているので、レーザ加工し
たい加工図形または加工図形を表す物体を直接に撮像手
段で2次元の画像として獲得し、必要な処理を施しなが
らほぼ自動的にコンピュータ数値制御(CNC)の作動
Industrial Application Field The present invention relates to a two-dimensional laser machining method with computer numerical values aIIllll (CNG) and its laser processing system, and in particular, the computer numerical side tall is processed by image processing using figures and objects indicating the processing line as decoys. (CNC
) and its laser processing system. Conventional technology In the past, computer numerical control (CNG)
Laser processing machines have been widely used, especially in the field of cutting thin metals and non-metals. The laser processing machine related to such conventional technology has a combination coater number of 1fJJ control (C
It is necessary to create an operating program using NC).
, an operator with the ability to create computer numerical control (CNC) operating programs was required to create operating programs for each type of laser processing. Problems to be Solved by the Invention However, the combination 1 - evening number V [υltMl (CNC
) When creating an operation program, it is necessary to calculate the coordinates of the shape to be laser-processed using the Moe6. You have to perform a complicated process over all the lines to figure out the coordinates of the figure. Therefore, it was safe to assume that a lot of manpower and time would be required at the setup stage 1, which begins sea 1f processing. In addition, laser machining S for mass production of a single type may require a lot of manpower and time at the setup stage, but flexible manufacturing systems (EMS) for high-mix low-volume production However, if a large amount of manpower and time were required at the setup stage, not only would it be unprofitable, but the flexible manufacturing system (FMS) itself would not be possible. The present invention was made against the background of the above-mentioned circumstances.
Computer numerical side fil (CNC) example
In n, the figure or actual object representing the processing line! It is an object of the present invention to provide a laser machining system that realizes a laser machining method that non-contactly reads the image using an a-image means, processes the image, and converts it into a computer numerical control (CNC) operating program. Means for Solving the Problems The present invention solves the above-mentioned problems by providing a method for linear processing using visual aids, in which two-dimensional figures and objects representing machining lines are Step B: Perform threshold processing on the original gray value image to obtain a threshold-processed image with enhanced contrast; Step C: Threshold-processed image. For each processing line, select one of the following three selection modes: mode for extracting the outline of the 70 images, mode for not extracting the skeleton lines of the image, and mode for extracting the contours and skeleton lines for the image. Step D: The threshold-processed image is converted into coordinate data for each processing line using the coordinates added from left to right and from top to bottom according to the set extraction mode for each processing line. Step E: Smoothly arrange and file each machining line taken out as coordinate data, Step F: Convert the coordinate array of each machining line filed as coordinate data into coordinate vector data, C Step: Set the start and end points of addition to the coordinate array of each machining line converted into coordinate vector data, 1-1 Step: Set each machining start point and end point based on the machining start and end points Optimized to add the coordinate vector of the processing line from the inside to the outside - [Set 4 circuits, 1 step...
The coordinate vector data of each processing line set as described above is converted into a computer numerical control fill (CNC) operating program, and the laser processing machine is manually controlled by a computer numerical control (CNC) control tII device. The problem can be solved by a visually assisted laser processing method consisting of steps of controlling the path and performing laser processing. In a preferred embodiment of the present invention, in step C, when contour line extraction is set, the inside of the contour line is filled with a predetermined gray value different from the minimum gray value of the threshold-processed image, and the skeleton line extraction setting is When doing so, it is convenient to maintain the minimum gray value as is. Similarly, the present invention solves the problem by providing an apparatus for laser machining using visual aid means, which utilizes a figure indicating a machining line and an image carrier for copying a two-dimensional image of an object, and a microcomputer. It is composed of an image processing means for performing C image processing, a computer numerical control (CNC) control device, and a laser processing machine, and the image processing means has an image display device and an operating keyboard, and an image display device and an operating keyboard. a digital image generation circuit that converts a digital image into a digital image; a temporary image storage device that temporarily stores the digital image; a display logic circuit that displays the digital image on the image display device; It consists of an image vector coordinate conversion circuit that converts line coordinate data into coordinate vector data, a program that performs dancing images, a program that performs threshold processing on the two-dimensional image obtained by the image carrier, and a contour processing circuit that converts line coordinate data into coordinate vector data. Select and extract lines and skeleton lines [1 gram and Jl! The problem is solved by a visually assisted laser machining method characterized by comprising a program for converting target data into coordinate vector data and a program for setting the start and end points of machining. In a preferred embodiment of the invention, the first stage of silver images is advantageously a solid-state camera using a charge-coupled device (COD) as a solid-state image carrier. Function: The visual aided laser IJ' processing method according to the present invention is part ii! Since the image processing method such as the A-1 star-tube described above is adopted in ia processing, the processing figure to be laser processed or the object representing the processing figure is directly acquired as a two-dimensional image by an imaging means, and the necessary The computer numerical control (CNC) operating program almost automatically performs

【コグラムに変換し、コンピュータ数値制御(CNC
)の制御装置を介しでレーザ加工機をコントロールして
必要なレーザ加工を行う。従って、図形座標を計紳する
という複雑で時間のかかるf続きが省略できるので、極
めて短い時間内に、2次元レーザ加工機の作動プログラ
ムを完成Cきるので、多種類の加工を少alfつ行うフ
レキシブル生産システム(EMS)に6十分に対応でき
る。 なJ3、Cステップにおいて輪郭線の取出し設定をした
時、輪郭線内を異なった灰色値で充填することにより次
のステップで各加工ラインごとにその座標データを取出
す時に容易に識別できるようになる。 また、本発明にかかわるレーザ加工のための装置はマイ
クロコンピュータを中心とした画像処理手段において、
Ii像を行うプログラムにより例えば、画像歪みの少な
いCOD固体カメラなどよりなる躍像手段を作動させ、
加工図形または加工図形を表す物体をm像してディジタ
ル画像発生回路でディジタル画像信号に変換し、画像表
示装置に原始灰色値画像を表示する。この原始灰色値画
像をしきい埴処理するプ[]グラムでコントラストを強
調したしきい値処理画像に変換して画像表示装置に表示
する。次に、このしきい値処理画像を画像表示装置で見
ながら加:[ラインとして輪lAl11?および骨格線
を選択し取出すプログラムにJ:り加−[ラインの取出
し設定をする。この加工ラインの取出し設定にしたがっ
て、しきい値処理画像を左から右へ、上から上へと順番
に付加された座標により、加工ラインを座標データとし
て取出す、、座標データとして取出された加工ラインを
、とぎれや交差した点がないように平滑に配列するとと
bに、この座標データが表ず冬用゛[ラインだけをマイ
クロコンピュータが(=1設する外部記憶装置にファイ
リングして保存する。ファイリングされた各加工ライン
のP@標データは、ベクトル化するプログラムで座標ベ
クトルデータに変換される。この座標ベクトルデータで
表わされた各加工ラインに対して加工の開始点と終了点
とを設定するプログラムに従って、画像表示装置を見な
がら加工の開始点と終了点とを設定する。次に加工ライ
ンを内側から外側へ向かって加工するように最適加工経
路を設定するプログラムにしたがって、各加工ラインの
最適加工経路を設定する。 以上の画像処理を経て得られた加工ラインの座標ベクト
ルデータをコンピュータ数値制御I(CNC)の作動プ
ログラムに変換するプログラムをつかってコンビ1−夕
数値&+制御<C,NC)の作動プログラムに変換し、
コンピュータ数値1.1111(CNC)の1IIII
III装Uに入力してレーザ加工機を作動制御し、必要
なレーザ加1を実行する。 実施例 以]・、本発明にかかわる好適な実施例を図面に括づい
て説明する。 第1図は、本発明にかかわる視覚補助によるレーザ加工
方法を示すフローチly−ト、第2図は、本発明にかか
わる視覚補助によるレーザ加工のためのv4Mを示ず全
体禍成図、第3図は、加工ラインを表す図形の一例を示
す説明図、第4図は、原始灰色値画像を示す説明図、第
5図は、灰色値の分布モーメントを承ず説明図、第6図
はしきい値処理画像を示す説明図、第7図は、加工ライ
ンが取出された加工ライン画像を示す説明図、第8図は
、曲線近似処理画像を示す説明図、第9図は、加工の1
7i1始点と終了点、および最適′加[経路が設定され
た加工ライン画像を示す説明図である。 第1図と第3図から第9図とにおいて、本発明にかかわ
る視覚補助によるレーザ加工方法を説明する。 Aステップにおいて、[1実行プログラムにより例えば
第3図に示すロゴのような加1ラインを表ず図形または
物体を1lii影してディジタル画像に変換し、第4図
に示づ゛2次元の原始灰色値画像1)1を獲得する。し
かしながら、この原始灰色1lti画像P1は一般に第
4図に図示のように、申開的な灰色値(本発明では、し
きい値とよぶ)が多くて、加Jニラインがはつぎりしな
いので、コントラストを強調して輪郭がばつぎりした画
像に変換される必要がある。 Bステップにおいてこの画像変換が行われる。 しかし、−殻内な画像変換を行うと画像が変形して加工
ラインを忠実に復元できないので、最適しきい値tを1
出するプログラムで最適しきい値tを求める。次に、こ
の最適しきい値tに基づいて原始灰色値画像P1中のし
きい直を最大しきい値(例えば、白)と最小しきいvi
(例えば、黒)とに振分けるしぎい姶処理を行う必要が
ある。 第5図に基づいて、最適しきいItltを線用する方法
を説明すると、例えば、8ビツトのvlji&処理装置
においては2の8乗−256階調に区別できる灰色値は
X@ぐ示すO〜255の灰色値とY軸で示す画素数との
関係において、図示のようなモーメントを伴った分布と
なる。図中、0に近い濃度が大きい部分子は画像を示し
、255に近い濃度が小さい部分Sは画像の背禁を示し
ている。従って、TとSとの中間位置にある最適しきい
値tを算出してしきい値処理をすると、しきい値処理の
前後C灰色値分布のt−メントが薊−となるのぐい第6
図に示したように原画像を忠実に復元するしぎい埴処理
画像P2を獲得できる。 なお、本発明では、しきい値処理する前後の灰色値分布
のモーメントが同一となるように灰色!+6が分布する
′[−メントの中間位置にある灰色値を特定のしぎい1
fltとして選んで処理覆る公知技術のモーメント保持
しきい値処理(pJj omcnt −P −rese
rvir+a Thrcsholdino )法(台湾
の漬菜大学が11出しだ方法)をその最適しきい値tB
出のプ[1グラムに採用してしきい値処即しているのて
゛、イの詳しい計c5方払は説明しない。 次にCステップにおいて、加工ラインの取出し設定のプ
ログラムによりしきい値処理画像))2から、 70画像の輪郭線を取出すモート イ、11!I像の骨格線を取出リモート90画像の輪郭
線および骨格線を取出づ(−ドの3モードから一つを設
定するが、この加工ラインの取出し設定は、レーザ加工
の内容に応じて決定される。なお、モード(イ)の骨格
線というのは輪郭と輪郭との中間を表す線という意味で
使用しており、画像内部の文字部分(mtc)について
Bえばらようと魚の骨格のようになるので骨格線と貯ん
でいる。 さて、加工ラインの取出し設定をすると、輪郭線を取出
リー場合(モード(ア)または(つ))は公知の画像処
理技術の輪郭内充填(C0ntOLlr −Filli
ng)法で輪郭線を取出した輪郭線内の灰色値を変換し
て中間的な灰色値を有する淡い濃度のものとして、輪郭
線が取出されていることが視認できる。また、骨格線を
取出す場合モード(イ)または(つ))は、そのまま取
出して灰色値は変更しない。部分的に輪郭線を部分的に
骨格線を取出す場合(モード(つ))は、カーソルやマ
ウス等で輪郭線の区域を設定して輪郭線による加工ライ
ンを取り出す。輪郭線の指定区域が設定されない場合は
自動的に骨格線による加工ラインの取出しが行われる。 従って、図示していないが、第6図を使って説明すると
、このモード(つ)の時は、輪tA線を取り出した中央
の文字部分p20が淡い灰色値で内部を充填されるよう
になるとともに、骨格線を取出した外側のり−クル部分
p21が元の濃い灰色噴を維持するのではっきりと区別
がつぎ、加工ラインの選択設定と次の処理とにおいて便
利である。 Dステップにおいて、画面の左から右へ、上から1・へ
と順番に付加されたxy座標に基づいて各加工ラインを
座標データとして取出ずが、輪郭線として処理されるか
骨格線として処理されるかはその部分の灰色値で自動的
に区別される。輪郭線については公知技術の輪郭追跡c
 ontour −r ra−cing法で、輪郭線を
構成する両糸を座標データとして取り出す。骨格線につ
いては公知技術のIIIIFJI化(T hinnin
g )法で骨格線を構成する両県を座jfAデータとし
て取り出1.第7図は、眞記モード(つ)を選択して第
6図の文字部分20について輪郭線を、サークル部分2
1についで骨格線をそれぞれ加工ラインとして取出した
加工ライン画像P3を示している。従って、図中D30
は文字部分の加工ラインを、p31はサークル部分の加
工ラインを示している。 Eステップにおいて、前ステップまぐは、背景をともな
う画像全体を処理してきたが、各hL[ラインを構成す
る画素の座標データとして取出された輪郭線または骨格
線をベクトル化するための準備作業として、各加工ライ
ンの座標データが最も平滑に配列されるように補正する
とともに、以後は輪郭線J3よび骨格線の最も平滑な配
列を示す座標データのみに基づいて画像処理できるよう
に、各座標データを7?イリングタ゛ることぐ不必要な
データを消去する。 Fステップにおいて、ファイリングされた最も平滑な配
列を示す各座標データに対して公知の曲線近似(Cur
ve  Approxta+ation>法で第8図に
示すように曲線の特徴を表す特徴点pイ、.p41をそ
れぞれ選出し、選出された特徴点pイ、pイ、. p4
1−p41を接続するベクトルで各加工ラインを表す座
標ベクトル化して曲線近似画(lIP3を獲得する。こ
のようにして、大量のビット数で表わされていた各加工
ラインを特徴点から特徴点への座標ベタ1−ルに置きか
えるので情報量の圧縮が可能となるとハに、コンピュー
タ数値制御(CNC)の作動プログラムに容易に変換で
きるようになる。 なお、各加工ラインについて選出する特徴点pイ、−p
イ、. p41−p41の粗密瓜は、加工の精密度によ
り決定される。つまり、図示のように、あまり精密さが
要求されない場合は特徴点p4o−p4i、 pイ、−
1)41を粗い間隔で取り、もし精密な加J:が要求さ
れる場合は、特徴点p/1o−p4o、D41−p41
を6つと細かい間隔で取るようにする。 さて、従来のレーザ加エシスアムはレー11m I、例
えばレーザ切断において、切断の開始点と終r点とが途
中の切断幅より大きくなるという欠点を備えでいるので
シー1F加[の開始点と終了点とをどのように設定する
かが特にレーザ切断において切断加■]の品質に大きな
影響を及ぼすものであった。 そこで、Gステップにおいて、前記の特徴点pイ、.p
41は座標順序による原始開始点(即ら、原始終了点)
を有しているので、各加工ラインごとに加工の原始開始
点(原始終了点)を自動的に表示する。つまり、第8図
についていえば内部の文字部分に関しては、図に上の特
徴点pイ、が、xy座標の原始開始点(原始開始点)で
、外部のり゛−クル部分に関しては図中央の右側の特徴
点D41がxy座標の原始開始点(原始終了点)である
。 次に、カーソルなどの操作によってそれぞれの原始開始
点く原始終了点)何近の任意の一点に各加工ラインごと
の開始点(終了点)K、Lを設定Jる。図中、原始開始
点(原始終了点)からX軸またはy軸方向に延長した一
点に開始点(終了点)K、Lを設定しているが、斜め方
向に開始点(終了点>K、Lを設定することもできる。 第8図は、加工ラインが2つだけの場合を示しているが
、加工ラインが3つ以上ある場合も各加工ラインごとに
開始点(終了点)を設定する(図示せず)・。 Hステップにおいて、設定された開始点(終了点)に基
づいて、各加工ラインごとに加工図形の内側から外側に
加工が進行するように、最適加工経路を設定する。 特に、レーザ加工[においては、薄板状の加工対象物を
加工テーブルの上に固定しでJ3<必凹から、加工図形
の最も内側から加工をはじめて、順次外側へ加]、シて
いかなければならない。そこぐ、左から右へ、上から下
へ、即ち、外から中へと順番イ・1けられたxy座標を
有する加工図形に対して、xy座標の最後のほうから逆
順に開始点く終了点)を設定することで中から外への配
列に置換えるとともに、加工経路も両区]回りから反時
51回りに置換えた最適加工経路を設定する。これを第
9図について説明すると、開始点(終了点)K、Lにつ
いてはxy座標的には侵になる開始点(終了点)Kから
加工を開始し、開始点(終了点)Lはその後になる。各
加工ラインの加り経路もxy座標の順序とは反対方向に
進行して矢印で図示のような反時n1回りに加工が行わ
れるように最適加工経路が設定される。 ステップIにおいて、以上のように設定された各加工ラ
インの座標ベクトルデータをコンピュータ数値制御(C
NC)の作動プログラムに変換する。この作動ブ[1グ
ラムには加工速度までを考慮したものが皐ましく、コン
ピュータ数値制御(CNC)用の制@装置に入力されて
レーザ加[機を作動コン1〜ロールし、視覚補助により
設定した加工図形のレーザ加工を実行する。 最後に、次の仕事があれば、Aステップに房って視覚補
助による画像処理作業を開始し、次の仕事がなければ、
作業を終了する。 以下、本発明にかかわる視覚補助によるレーザ加工のた
めの装置について説明する。 第2図と第3図から第9図とにおいて、本発明にかかわ
る視覚補助によるレーザ加工のための装置は加工ライン
を表す図形および物体P 4!−撮影してPを2次元画
像を得る搬像手段1と、ms手段1から入力される2次
元画像を画像処理してレーザ加工に必要なコンピュータ
数値[1(CNC)の作動プログラムを冑る為にマイク
ロコンピュータを中心に構成した画像処エリ!手段2と
、画像処理1段2からのコンピュータ数値制御(CNC
)の作動プログラムが人力されるCNC制御装置3と、
CN C’III 01装e3によりコンピュータ数値
制御(CNC)の作動ブ[1グラムに基づいて作動制御
されシー11加工を行うレーザ加工を行うレーザ加]]
機4とから構成されている。 画像手段1は電荷結合装置(COD)を固体搬像索子と
して利用した固体(COD)カメラを採用している。本
発明が固体(COD)カメラを採用したm!由は固体(
COD)カメラが小型にして軽量で、しかも歪みの少な
い画像を提供できるからぐあって、画像という目的から
いえば、例えばビデオカメラなどの他の画像手段が利用
されても少しも差支えない。 画像処理手段2は本発明の画像処理に必要な各種の処理
プログラムを備えたコンピュータ20と市販のものが利
用でさる画像処理パネル21と、一般にデイスプレィと
呼ばれる画像表示装置25と、画素と各画素の灰色値と
の座標データで表される加工ラインを各加工ラインを表
す座標ベクトルデータに変換する画像ベクトル変換回路
26と、画像表示装置25を見ながら必要なモード設定
やカーソルによる指定を行う操作キーボード27とから
構成されている。 従ってΔ〜■の各ステップを遂行するために必要な処理
プログラムをソフトウェアとして備えたコンビ1−タ2
0は、ディジタル画像発生回路22と画像一時記憶回路
23とデイスプレィ「1シック回路24とを実装した標
準的なl!8i像処理パネル21に接続されるこで固体
(COD)カメラを利用したill像手段1で得られた
アナログ画像信号をディジタル画像発生回路22でディ
ジタル画像信号に変換して画像一時記憶回路23に保存
するとともに、ディスプレイロジック回路24を介して
画像表示i置25にその画像を表示する。この時、画像
表示装E25に表示されるのは第4図に示】ように、原
子灰色値を備えたモノトーン表示の原子灰色値画像P1
である。 この際、コンピュータ20△に備えられたΔステップの
搬像を行う10グラム(例えば、画像の有無、画像の大
小、画像の明析度などの選択実行)で、搬像が行われる
。 次に、原始灰色値画(mPlをコンピュータ20に備え
られたBステップのしきい値処理を行うプログラムでそ
の灰色値の分布[−メントを分析するとともに、最適し
きい賄tを算出し又しさ″い値処J!I! L、、第6
図に図示のしきい値処理画像P2を画像一時記憶回路2
3に保存するとともに画像表示装置25に表示する。 しきい値処理画fiP2を児ながらレーザ加工の必要に
基づいてコンピュータ20に備えられたC2Dステツプ
の加工ラインの取出しモーザ設定を行い、加工ラインの
取出しを行うプログラムで各加工ごとに輪郭線を取出す
か、骨格線を取出1゛かを決定し、輪郭線を取出寸らの
についてのみ、輪郭線内の灰色値を変換して、灰色値が
変換されない骨格ねと区別できるようにする。なお、カ
ラー用のデイスプレーにおいでは、輪郭線内を別の色彩
で表示ケることも可能であり、また望ましい。 Dステップの加工ラインの取出しは各加二[ライン毎に
xy座標に従って、画面の左から右へ上から下へと行わ
れ、第7図に図示の加工ライン画像1〕3を1qる。な
お、本発明でいうxy座標は例えば第7図に示すように
、画像表示装置ff25のデイスプレィ画面のF辺をX
@、左辺をy軸としたものである。 この加エライン画tlilP3について、コンピュータ
20に備えられたEステップの加工ラインだGノを平滑
に配列してファイリングするプログラムにより各加工ラ
インを表示する座標データを最も平滑に配列するととも
に、最も平滑に配列された各加工ラインを表示する座標
データだけをコンピュータ20に付属のハードディスク
やフロッピーディスクなど利用の外部記憶装fl’?(
図示ぜず)にファイリングするとともに、画像一時記憶
回路23に一時保存していた加工ラインを含む全体画像
のデータを消去してしまう。なお、外部記憶装rへのフ
ァイリングと加圧ライン画像の画像一時記憶回路23か
らの消去は各加工ラインごとに行われる。例えば、第7
図において、xy座標の順番に外側から先ずサークル部
分o 31を7?イリングするとともに、このサークル
部分p31の画像データを画像一時記憶回路23から消
去する。次に、内側の文字部分p30をファイリングす
るとともに、この文字部分D30の画像データー時記憶
回路23から消去する。 Fステップの各加工ラインの座標う−タをベクトル化す
る作業はマイクロコンビ」−夕20に備えられた各加工
ラインの座標データをベクトル化するプログラムで、前
述の曲線近似法により特徴点pro、p41を取出ずと
ともに、各特徴点pイ、−pイ、.p41−p41間を
それぞれベクトルで結ぶ。これにより、処LIPすべき
情報量が大幅に減少できるだけでなく、シー1F加[槻
4の作動プログラムに変換できるようになる。 Gステップは、マイクロコンピュータ20に備えられた
座標ベクトルデータ化された各加工ラインの座標配列に
対して加工の開始点(l7点)を設定するプログラムで
行われる。 そのプログラムは、 1、 各加工ラインごとにxy座標により原始的な開始
点(終了点)を表示する、 2 各加工ラインごとの原始的な開始点く終了点)に対
して加[の開始点(終了点)を設定する、 とい・)手順で行われる。 ト1ステップはマイクn:1ンビュータ20に備えられ
た最適加工経路を設定するプログラムで行われる。 Iステップはマイクロコンピュータ20に備えられた、
必要な処理が完了したベクトル座標データをコンピュー
タ数値間tlrJ (CNC)の作動プログラムに変換
するプログラムとCNC信号変換回路26とで、ベクト
ル座標データをコンピュータ数値間t21I(CNC)
の作動プログラムに変換し、例えばR3−232といっ
た標準的な情報転送のインターフエースによりCN C
2+II IIIInBr3力してレーザ加工機4を作
動制御し、所定のレーザ加−[を実行する。 発明の効果 本発明にかかわるpA党補助によるレーザ加圧方法とそ
の装置は、lid像手段と画像処理1段とで、加工ライ
ンを表す図形および物体をi接にコンビコータ数値制御
の作動ブ[1グラムに変換覆ることができるので段取り
の労力と時間とを大幅に削減でき、多種少量生産を行う
フレ1シブル生産シスデムに使用できるものとなる。 また、本発明にかかわる視覚補助によるレーザ加工方法
とその装置は画像歪みの少ないCOD固体カメラを使用
するとともにしきい値処理においてモーメント保持しき
い値処理法を採用しているので、原画像を忠実に+11
現する加工ラインを提供でき、加工ラインの取出しにお
いても輪郭線による取出しか骨!8線になよる取出しか
が自動釣に判別できるので、確実なシー11加工が実行
できる。 さらに、本発明にかかわるレーザ加工のための装置はい
ずれも入手しやすく低価格なマイクロコンビl−夕や画
像表示装置などを組合わせたらのなので、極めて実用性
に富んでいる。
[Convert to cogram, computer numerical control (CNC)
) to control the laser processing machine and perform the necessary laser processing. Therefore, the complicated and time-consuming continuation of calculating figure coordinates can be omitted, and the operation program of the two-dimensional laser processing machine can be completed in an extremely short period of time. 6 Fully compatible with flexible manufacturing systems (EMS). When setting the contour line extraction in steps J3 and C, filling the contour line with different gray values will make it easier to identify when extracting the coordinate data for each processing line in the next step. . Furthermore, the apparatus for laser processing according to the present invention is an image processing means centered on a microcomputer.
A program for performing Ii imaging activates imaging means, such as a COD solid-state camera with little image distortion,
The processed figure or the object representing the processed figure is converted into m images by a digital image generation circuit, and is converted into a digital image signal, and an original gray value image is displayed on an image display device. This primitive gray value image is converted into a threshold-processed image with enhanced contrast using a threshold-processing program and displayed on an image display device. Next, while looking at this threshold-processed image on an image display device, add: [Wheel lAl11 as a line? Add to the program that selects and extracts the skeleton lines and sets the line extraction settings. According to the processing line extraction settings, the processing line is extracted as coordinate data by the coordinates added in order from left to right and top to top of the threshold processed image. Processing line extracted as coordinate data If the lines are arranged smoothly without breaks or intersections, the coordinate data will not appear in b, and only the lines for winter will be filed and saved in an external storage device provided by the microcomputer. The filed P@mark data of each machining line is converted into coordinate vector data using a vectorization program.The machining start point and end point are determined for each machining line represented by this coordinate vector data. According to the program to be set, set the start and end points of machining while looking at the image display device.Next, set the optimal machining path so that the machining line is machined from the inside to the outside. Set the optimum machining path for the line. Using a program that converts the coordinate vector data of the machining line obtained through the above image processing into an operating program for computer numerical control I (CNC), use the combination 1-even value &+ control. C, NC) into an operating program,
Computer numerical value 1.1111 (CNC) 1III
The information is input to the III unit U to control the operation of the laser processing machine and execute the necessary laser processing. Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart showing a laser processing method using visual aids according to the present invention, FIG. 2 is an overall diagram showing v4M for laser processing using visual aids according to the present invention, and FIG. The figure is an explanatory diagram showing an example of a figure representing a processing line, Fig. 4 is an explanatory diagram showing an original gray value image, Fig. 5 is an explanatory diagram showing the gray value distribution moment, and Fig. 6 is an explanatory diagram showing an example of a figure representing a processing line. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a processed line image from which processed lines have been extracted. FIG. 8 is an explanatory diagram showing a curve approximation processed image. FIG. 9 is an explanatory diagram showing a processed image after processing.
7i1 is an explanatory diagram showing a machining line image in which a starting point, an end point, and an optimal addition route are set. 1 and 3 to 9, a visually assisted laser processing method according to the present invention will be explained. In Step A, [1 execution program converts a figure or object, such as the logo shown in Fig. 3, without displaying 1 line, into a digital image, and converts it into a digital image as shown in Fig. 4. Obtain gray value image 1)1. However, as shown in FIG. 4, this original gray 1lti image P1 generally has many distinct gray values (referred to as threshold values in the present invention) and the contrast is not interrupted. It is necessary to enhance the image and convert it into an image with sharp edges. This image conversion is performed in step B. However, if intra-shell image conversion is performed, the image is deformed and the processing line cannot be faithfully restored, so the optimal threshold value t is set to 1.
Find the optimal threshold value t using the program to be issued. Next, based on this optimal threshold t, the threshold value in the original gray value image P1 is adjusted between the maximum threshold (for example, white) and the minimum threshold vi.
(for example, black). Based on FIG. 5, the method of linearly applying the optimum threshold Itlt will be explained. For example, in an 8-bit vlji & processing device, the gray value that can be distinguished into 2 to the 8th power - 256 gradations is In the relationship between the gray value of 255 and the number of pixels shown on the Y axis, a distribution with moments as shown is obtained. In the figure, a portion S with a high density close to 0 indicates an image, and a portion S with a low density near 255 indicates a violation of the image. Therefore, if the optimal threshold value t located at the intermediate position between T and S is calculated and threshold processing is performed, the t-ment of the C gray value distribution before and after the threshold processing becomes 薊-.
As shown in the figure, it is possible to obtain a Shigii-Hani-processed image P2 that faithfully restores the original image. In addition, in the present invention, the gray value distribution is adjusted so that the moments of the gray value distribution before and after threshold processing are the same! The gray value at the middle position of the +6 distribution'[-ment is
The moment retention threshold processing (pJj omcnt -P -rese
The optimal threshold value tB is
Since this is adopted for the output program [1 gram and subjected to threshold processing, I will not explain the detailed total C5-way payment in A. Next, in step C, the contour line of the 70 image is extracted from the threshold-processed image))2 by the processing line extraction setting program.Motoy, 11! Extracting the skeleton line of the I image Remote 90 Extracting the contour line and skeleton line of the image (one of the three modes is set, but the extraction setting for this processing line is determined depending on the content of the laser processing. Note that the skeleton line in mode (A) is used to mean the line that represents the middle between the contours, and if the character part (mtc) inside the image is separated by B, it will look like the skeleton of a fish. Therefore, it is stored as a skeleton line.Now, when setting the processing line to extract, if the contour line is extracted (mode (a) or (t)), it is stored as a skeleton line.
It can be seen that the gray value in the contour line extracted by the ng) method is converted and the contour line is extracted as a light density one having an intermediate gray value. Furthermore, when extracting a skeleton line, in mode (a) or (tsu)), it is extracted as is and the gray value is not changed. When partially extracting a contour line or a skeleton line (mode), a contour line area is set using a cursor, a mouse, etc., and a machining line based on the contour line is extracted. If the specified area of the contour line is not set, the machining line is automatically extracted using the skeleton line. Therefore, although not shown, to explain using FIG. 6, in this mode, the central character part p20 from which the ring tA line is extracted is filled with a light gray value. At the same time, since the outer glue part p21 from which the skeleton line has been extracted maintains its original dark gray color, it can be clearly distinguished, which is convenient in processing line selection and setting and subsequent processing. In step D, each machining line is not extracted as coordinate data based on the xy coordinates added in order from the left to the right of the screen and from the top to 1, but is processed as a contour line or a skeleton line. It is automatically distinguished by the gray value of that part. Contour tracing using known technology is used for contour lines.
Using the ontour-r ra-cing method, both threads forming the contour line are extracted as coordinate data. Regarding the skeleton lines, well-known technology is converted to IIIFJI (Thinnin
g) Extract both prefectures that make up the skeleton line as locus jfA data using the method 1. Fig. 7 shows the outline of the character part 20 in Fig. 6 and the circle part 2 by selecting Makki mode (tsu).
1, a processing line image P3 in which each skeleton line is extracted as a processing line is shown. Therefore, D30 in the figure
indicates the machining line for the character portion, and p31 indicates the machining line for the circle portion. In the E step, the previous step MAG processed the entire image including the background, but as a preparatory work for vectorizing the contour line or skeleton line extracted as the coordinate data of the pixels constituting each hL line, In addition to correcting the coordinate data of each machining line so that it is arranged in the smoothest manner, each coordinate data is corrected so that from now on, image processing can be performed only based on the coordinate data that shows the smoothest arrangement of the contour line J3 and the skeleton line. 7? Erase unnecessary data by cleaning. In the F step, a known curve approximation (Cur
As shown in FIG. 8, the feature points p, . p41 are selected, and the selected feature points pi, pi, . p4
A curve approximation picture (lIP3) is obtained by converting each processing line into a coordinate vector using a vector connecting 1-p41.In this way, each processing line, which was represented by a large number of bits, is divided from feature points to If the amount of information can be compressed by replacing the coordinates with a flat 1-rule, it will be possible to easily convert it into a computer numerical control (CNC) operating program.The feature points p selected for each machining line i, -p
stomach,. The coarseness and density of p41-p41 melons are determined by the precision of processing. In other words, as shown in the figure, when very precision is not required, the feature points p4o-p4i, pi, -
1) Take 41 at coarse intervals, and if precise addition J: is required, feature points p/1o-p4o, D41-p41
Make sure to take six pieces at small intervals. Now, the conventional laser processing system has the disadvantage that in laser cutting, for example, the starting point and ending point of the cut are larger than the cutting width in the middle. How the points are set has a great influence on the quality of the cutting process, especially in laser cutting. Therefore, in step G, the feature points p, . p
41 is the primitive starting point (i.e. primitive ending point) according to the coordinate order
Since it has the following, the original start point (original end point) of machining is automatically displayed for each machining line. In other words, regarding Fig. 8, for the internal text part, the feature point p at the top of the figure is the primitive starting point of the xy coordinates (primitive starting point), and for the external text part, the feature point p at the top of the figure is the primitive starting point (primitive starting point). The feature point D41 on the right side is the primitive starting point (primitive ending point) of the xy coordinates. Next, by operating a cursor or the like, start points (end points) K and L for each machining line are set at arbitrary points near the respective primitive start points and primitive end points. In the figure, start points (end points) K and L are set at one point extending from the primitive start point (original end point) in the X-axis or y-axis direction, but the starting points (end point>K, You can also set L. Figure 8 shows the case where there are only two machining lines, but even if there are three or more machining lines, the start point (end point) should be set for each machining line. (Not shown) In the H step, an optimal machining path is set based on the set start point (end point) so that machining progresses from the inside to the outside of the machining figure for each machining line. In particular, in laser processing, a thin plate-shaped workpiece must be fixed on the processing table, and the processing must be started from the innermost part of the processing figure and then sequentially to the outside. There, from the left to the right, from the top to the bottom, that is, from the outside to the inside. For machining figures with xy coordinates that are numbered 1, start points in reverse order from the end of the xy coordinates. By setting the end point), the arrangement is changed from the inside to the outside, and the optimum machining path is set by replacing the machining route from the 2nd section to the 51st direction. To explain this with reference to Fig. 9, machining starts from the start point (end point) K, which is the opposite point in terms of x and y coordinates, and the start point (end point) L is become. The optimum machining path is set so that the addition path of each machining line also proceeds in the opposite direction to the order of the xy coordinates and machining is performed around n1 counterclockwise as shown by the arrow. In step I, the coordinate vector data of each machining line set as described above is controlled by computer numerical control (C
NC) operation program. This operation block [1 gram requires consideration of the machining speed, and is input to a computer numerical control (CNC) control device to control the laser application [machine operation control 1~roll], and visual aids Executes laser processing of the set processing shape. Finally, if there is a next task, go to step A and start image processing with visual aids; if there is no next task,
Finish your work. Hereinafter, an apparatus for visually assisted laser processing according to the present invention will be described. In FIG. 2 and FIGS. 3 to 9, the apparatus for visually assisted laser machining according to the present invention includes a figure representing a machining line and an object P4! - An image carrier means 1 that photographs P to obtain a two-dimensional image, and processes the two-dimensional image inputted from the ms means 1 to complete the computer numerical value [1 (CNC) operating program necessary for laser processing. An image processing system built around a microcomputer for this purpose! Means 2 and computer numerical control (CNC) from image processing stage 2
), a CNC control device 3 in which the operating program is manually operated;
Computer numerical control (CNC) operation block using CN C'III 01 equipment e3 [laser processing that performs laser processing that is controlled based on 1 gram and performs sea 11 processing]]
It consists of machine 4. The imaging means 1 employs a solid-state (COD) camera using a charge-coupled device (COD) as a solid-state image carrier. The present invention employs a solid-state (COD) camera! The reason is solid (
Since COD cameras are small, lightweight, and can provide images with little distortion, there is no problem in using other imaging means, such as a video camera, for the purpose of imaging. The image processing means 2 includes a computer 20 equipped with various processing programs necessary for the image processing of the present invention, an image processing panel 21 which is commercially available, an image display device 25 generally called a display, and pixels and each pixel. an image vector conversion circuit 26 that converts machining lines represented by coordinate data with gray values of , into coordinate vector data representing each machining line, and an operation for making necessary mode settings and specifying with a cursor while looking at the image display device 25 It consists of a keyboard 27. Therefore, the combination machine 1-2 is equipped with the processing programs necessary to carry out each step of Δ to ■ as software.
0 is an illumination system that utilizes a solid-state (COD) camera by being connected to a standard l! The analog image signal obtained by the imaging means 1 is converted into a digital image signal by the digital image generation circuit 22 and stored in the image temporary storage circuit 23, and the image is displayed on the image display 25 via the display logic circuit 24. At this time, what is displayed on the image display device E25 is a monotone atomic gray value image P1 with atomic gray values, as shown in FIG.
It is. At this time, the image transfer is performed using 10 grams (for example, selection of the presence or absence of an image, the size of the image, the brightness of the image, etc.) that performs image transfer in Δ steps, which is provided in the computer 20Δ. Next, the original gray value image (mPl) is analyzed by a program that performs B-step threshold processing provided in the computer 20 to analyze its gray value distribution and calculate the optimal threshold value t. ``Good value J! I! L,, 6th
The threshold-processed image P2 shown in the figure is stored in the image temporary storage circuit 2.
3 and displayed on the image display device 25. While generating the threshold processing image fiP2, the extraction motor for the processing line of the C2D step provided in the computer 20 is set based on the needs of laser processing, and the contour line is extracted for each processing using a program for extracting the processing line. The gray value within the contour line is converted only when the contour line is extracted, so that it can be distinguished from the skeleton whose gray value is not converted. Note that in a color display, it is possible and desirable to display the inside of the outline in a different color. The machining lines in the D step are taken out for each line from left to right and from top to bottom of the screen according to the xy coordinates, and the machining line image 1 shown in FIG. 7 is extracted 1q. Note that the xy coordinates referred to in the present invention are, for example, as shown in FIG.
@, the left side is the y-axis. Regarding this machining line picture tlilP3, the coordinate data for displaying each machining line is arranged in the smoothest manner using a program provided in the computer 20 that smoothly arranges and files the machining lines G of the E step. Only the coordinate data for displaying each arranged machining line is stored in an external storage device such as a hard disk or floppy disk attached to the computer 20. (
(not shown), and the data of the entire image including the processing lines temporarily stored in the image temporary storage circuit 23 is deleted. Note that filing to the external storage device r and erasing the pressure line image from the image temporary storage circuit 23 are performed for each processing line. For example, the seventh
In the figure, first circle part o 31 from the outside in the order of xy coordinates 7? At the same time, the image data of this circle portion p31 is erased from the image temporary storage circuit 23. Next, the inner character portion p30 is filed and deleted from the image data storage circuit 23 of this character portion D30. The work of vectorizing the coordinate data of each processing line in step F is a program prepared in Microcombi 20 that vectorizes the coordinate data of each processing line, and the feature points pro, In addition to removing p41, each feature point pi, -pi, . Each p41-p41 is connected by a vector. As a result, not only can the amount of information to be processed and LIP be significantly reduced, but also it becomes possible to convert it into an operation program for Sea 1F addition [Katsuki 4]. The G step is performed by a program provided in the microcomputer 20 that sets a machining start point (point 17) for the coordinate array of each machining line converted into coordinate vector data. The program is as follows: 1. Display the primitive starting point (end point) for each machining line using xy coordinates; 2. Display the primitive starting point (end point) for each machining line; Setting (end point) is done in steps. The step 1 is performed by a program provided in the microphone n:1 monitor 20 to set the optimum machining path. The I step is provided in the microcomputer 20.
A program that converts the vector coordinate data that has undergone the necessary processing into an operating program for computer numerical value tlrJ (CNC) and the CNC signal conversion circuit 26 converts vector coordinate data into computer numerical value t21I (CNC).
CN C operating program through a standard information transfer interface, e.g. R3-232.
2+II IIInBr3 to control the operation of the laser processing machine 4 and execute a predetermined laser processing. Effects of the Invention The laser pressurization method and apparatus with the aid of a PA system according to the present invention utilizes a lid image means and a single stage of image processing to irradiate figures and objects representing a processing line with the actuation block of a combination coater numerically controlled. Since it can be converted to 1 gram, the labor and time for setup can be significantly reduced, and it can be used in flexible production systems that produce a wide variety of products in small quantities. In addition, the visually assisted laser processing method and apparatus according to the present invention use a COD solid-state camera with little image distortion and employ moment preservation threshold processing in threshold processing, so that the original image can be faithfully reproduced. +11 to
We can provide a machining line that shows the appearance, and even when taking out the machining line, there is no need to take out by contour line or bone! Since it is possible to automatically determine whether the extraction is based on 8 lines, reliable sea 11 processing can be carried out. Furthermore, the laser processing apparatus according to the present invention is extremely practical because it can be combined with easily available and low-cost microcombustors, image display devices, and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明にかかわる視覚補助によるレーザ加工方
法を示すフローブレート、第2図は本発明にかかわる視
覚補助によるレーザ加工だめの装置を示す全体構成図、
第3図は加工ラインを表ず図形の一例を示す説明図、第
4図は原始灰色IIi画像を示す説明図、第5図は灰色
値の9缶モーメントを示す説明図、第6図はしぎい埴処
理画像を示す説明図、第7図は取出された加二[ライン
を示す説明図、第8図は曲線近似処理された加工ライン
を示す説明図、第9図は加工の開始点(終了点)及び最
適加工経路が設定された加工ラインを示ず説明図である
。 (図面の主要な符号) 1・・・M像手段、2・・・画像処理手段、3・・・C
NC制御装置、4・・・レーザ加工機、20・・・マイ
クロコンピュータ、21・・・画像処理パネル、22・
・・ディジタル画像発生回路、23・・・画像一時記憶
回路、24・・・ディスプレイロジック回路、25・・
・画像表示装置、26・・・画像ベクトル座標変換回路
、27・・・操作キイボード、Δ〜1・・・本発明にか
かわる各スデップ、K、L・・・加、[ラインの開始点
く終了点)、S・・・背禁部分の灰色領分布上−メント
、1・・・画像部分の灰色値分布モーメント。
FIG. 1 is a flow plate showing a visually assisted laser processing method according to the present invention, and FIG. 2 is an overall configuration diagram showing a visually assisted laser processing device according to the present invention.
Fig. 3 is an explanatory diagram showing an example of a figure without showing a processing line, Fig. 4 is an explanatory diagram showing a primitive gray IIi image, Fig. 5 is an explanatory diagram showing a 9-can moment of gray value, and Fig. 6 is an explanatory diagram showing an example of a figure. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the extracted K2 line, FIG. 8 is an explanatory diagram showing the machining line subjected to curve approximation processing, and FIG. 9 is an explanatory diagram showing the processing starting point ( FIG. 3 is an explanatory diagram that does not show a machining line in which an end point) and an optimal machining route are set. (Main symbols in the drawings) 1...M image means, 2...image processing means, 3...C
NC control device, 4... Laser processing machine, 20... Microcomputer, 21... Image processing panel, 22...
...Digital image generation circuit, 23...Image temporary storage circuit, 24...Display logic circuit, 25...
- Image display device, 26... Image vector coordinate conversion circuit, 27... Operation keyboard, Δ~1... Each step related to the present invention, K, L... Addition, [start point to end of line] point), S...Moment on the gray area distribution of the prohibited area, 1...Moment on the gray value distribution of the image area.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)視覚補助手段を利用したレーザ加工方法であつて
、 Aステップ・・・加工ラインを表す2次元の図形および
物体を撮影して、原始灰色値画像を得、Bステップ・・
・原始灰色値画像をしきい値処理してコントラストを強
調したしきい値処理画像を得、 Cステップ・・・しきい値処理画像を ア、画像の輪郭線を取出すモード、 イ、画像の骨格線を取出すモード、 ウ、画像の輪郭線および骨格線を取出すモ ード、 の3つの選択モードのうち1つを選択して各加工ライン
の取出しを設定し、 Dステップ・・・設定した各加工ラインの取出しモード
に従って前記しきい値処理画像を、左から右へ、上から
下へと付加されたXY座標によつて、各加工ラインを座
標データとして取出し、Eステップ・・・座標データと
して取出された各加工ラインを平滑に配列するとともに
ファイリングし、 Fステップ・・・座標データとしてファイリングされた
各加工ラインを座標ベクトルデータ化し、Gステップ・
・・座標ベクトルデータ化された各加工ラインの座標配
列に対して加工の開始点と終了点を設定し、 Hステップ・・・加工の開始点と終了点とに基づいて各
加工ラインの座標ベクトルを内側から外側に加工するよ
うに最適加工経路を設定し、Iステップ・・・以上のよ
うに設定された各加工ラインの座標ベクトルデータをコ
ンピュータ数値制御(CNC)の作動プログラムに変換
するとともに、コンピュータ数値制御(CNC)の制御
装置に入力してレーザ加工機の加工経路を制御し、レー
ザ加工を実行する段階により構成される視覚補助による
レーザ加工方法。
(1) A laser processing method using visual aids, in which step A: a two-dimensional figure and object representing the processing line are photographed to obtain a primitive gray value image, and step B...
・Threshold processing the original gray value image to obtain a threshold processed image with enhanced contrast, C step...The threshold processed image is a. A mode for extracting the outline of the image. b. The skeleton of the image. Select one of the three selection modes: line extraction mode, C, image contour line and skeleton line extraction mode, and set the extraction of each processing line. D step... Each set processing line According to the extraction mode, each processing line is extracted as coordinate data from the threshold-processed image according to the XY coordinates added from left to right and from top to bottom, and E step... is extracted as coordinate data. Each machining line is arranged smoothly and filed, F step... Each machining line filed as coordinate data is converted into coordinate vector data, and G step...
... Set the start point and end point of machining for the coordinate array of each machining line converted into coordinate vector data, and H step... Set the coordinate vector of each machining line based on the start point and end point of machining. The optimum machining path is set to process from the inside to the outside, and the I step...The coordinate vector data of each machining line set as described above is converted into a computer numerical control (CNC) operating program. A visually assisted laser machining method comprising the steps of inputting information to a computer numerical control (CNC) control device to control the machining path of a laser beam machine and executing laser machining.
(2)前記Cステップは、輪郭線の取出し設定をした時
、輪郭線内をしきい値処理画像の最小灰色値と異なる所
定灰色値で充填するとともに、骨格線の取出し設定をし
た時、最小灰色値をそのまま維持するように形成するこ
とを特徴とする請求項1記載の視覚補助によるレーザ加
工方法。
(2) In step C, when the contour line extraction setting is made, the inside of the contour line is filled with a predetermined gray value different from the minimum gray value of the threshold-processed image, and when the skeleton line extraction setting is made, the minimum 2. The visually assisted laser processing method according to claim 1, wherein the laser processing method is formed so as to maintain a gray value as it is.
(3)視覚補助手段を利用したレーザ加工のための装置
であつて、 加工ラインを示す図形および物体の2次元画像を撮影す
る撮像手段と、マイクロコンピュータを利用して画像処
理を行う画像処理手段と、コンピュータ数値制御(CN
C)の制御装置と、レーザ加工機とから構成され、 前記画像処理手段は画像表示装置と操作キーボードを付
設するとともに、アナログ画像をディジタル画像に変換
するディジタル画像発生回路と、ディジタル画像を一時
記憶する画像一時記憶回路と、ディジタル画像表示装置
に表示するためのディスプレイロジック回路と、必要な
処理が完了した加工ラインの座標データを座標ベクトル
データに転換する画像ベクトル座標変換回路とよりなり
撮像を行うプログラムと撮像手段により得られた2次元
画像をしきい値処理するプログラムと、加工ラインとし
て輪郭線ならびに骨格線を選択し抽出するプログラムと
、座標データをベクトル座標データに変換するプログラ
ムと、加工の開始点と終了点を設定するプログラムと、
最適加工経路を設定するプログラムと、必要な処理が完
了したベクトル座標データをコンピュータ数値制御(C
NC)の作動プログラムに変換するプログラムとを備え
たことを特徴とする視覚補助によるレーザ加工のための
装置。
(3) A device for laser processing using visual aid means, comprising an imaging means for taking two-dimensional images of figures and objects indicating the processing line, and an image processing means for performing image processing using a microcomputer. and computer numerical control (CN)
It is composed of a control device (C) and a laser processing machine, and the image processing means is equipped with an image display device and an operation keyboard, a digital image generation circuit that converts an analog image into a digital image, and a temporary storage for digital images. A display logic circuit for displaying images on a digital image display device, and an image vector coordinate conversion circuit for converting the coordinate data of the processing line that has undergone necessary processing into coordinate vector data. A program that performs threshold processing on a two-dimensional image obtained by an imaging means, a program that selects and extracts contour lines and skeletal lines as processing lines, a program that converts coordinate data into vector coordinate data, and a program that performs processing. A program to set the start and end points,
Computer numerical control (C
1. An apparatus for visually assisted laser processing, characterized in that it is equipped with a program for converting into an operation program of an NC).
(4)前記撮像手段は、電荷結合装置(CCD)を固体
撮像素子として利用した固体カメラであることを特徴と
する請求項3記載の視覚補助によるレーザ加工のための
装置。
(4) The apparatus for visually assisted laser processing according to claim 3, wherein the imaging means is a solid-state camera using a charge-coupled device (CCD) as a solid-state imaging device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB2464663B (en) * 2008-09-22 2012-11-07 John David Rowley A method of producing a display item of metalwork

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