JPH04138887A - レーザ切断品質のオンライン判別方法 - Google Patents
レーザ切断品質のオンライン判別方法Info
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- JPH04138887A JPH04138887A JP2260378A JP26037890A JPH04138887A JP H04138887 A JPH04138887 A JP H04138887A JP 2260378 A JP2260378 A JP 2260378A JP 26037890 A JP26037890 A JP 26037890A JP H04138887 A JPH04138887 A JP H04138887A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutting
- cut
- laser beam
- thickness direction
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- Pending
Links
- 238000012850 discrimination method Methods 0.000 title 1
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 101100008050 Caenorhabditis elegans cut-6 gene Proteins 0.000 description 1
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Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
〈産業上の利用公費〉
本発明は、切断対象物をレーザ切断するに際し、レーザ
切断時の切断品質のオンライン判別方法に関する。 〈従来の技術とその課題〉 第７図は従来のレーザ切断における切断品質判別装置の
概要を示し、切断対象物６の切断は、切断ヘッド７より
レーザ光５を照射して切断対象物６を溶融し孔明けを行
なうことで切断を行なっており、この切断品質の判断に
当って
切断時の切断品質のオンライン判別方法に関する。 〈従来の技術とその課題〉 第７図は従来のレーザ切断における切断品質判別装置の
概要を示し、切断対象物６の切断は、切断ヘッド７より
レーザ光５を照射して切断対象物６を溶融し孔明けを行
なうことで切断を行なっており、この切断品質の判断に
当って
【よ、切断時に発生する切断対象物６の裏面から
のドロス１２の飛散状況とを観察シ、ドロスコーンの角
度や拡がりなどから判別することが行なわれ、カメラ２
．モニタ１、及び画像処理装置４にて行なわれている。 しかしながら、切断対象物６の裏面をカメラ２により絶
えず観察する必要があり、このため切断対象物６が３次
元的形状を有するとき等には実用性が乏しい。 そこで、本発明は、実用性に乏しい切断対象物の裏面の
観察を行なわず、切断部分を観察することにより実用に
即したレーザ切断品質のオンライン判別方法の提供を目
的とするく課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成する本発明は、 （１）切断対象物をレーザ光照射によって切断するに当
り、レーザ光が照射されている切断部分の前面上部から
前面下部の厚さ方向にわってカメラにて拡大観察しつつ
上記前面上部の中央から前面下部の中央部までの輝度分
布を調査し、前ｉ中部から前面下部に移る輝度分布の変
動をとらえたことを特徴とし、 （２）切断対象物をレーザ光の照射によって切断するに
当り、レーザ光が照射されている切断部分前面の厚さ方
向上端部、厚さ方向中央部、及び厚さ方向下端部での水
平方向輝度分布を調査して各輝度分布相互の変動をとら
えたことを特徴とする。 〈原理と作用〉 レーザ切断に当って切断の良否判定につき、第３図に示
す特性が得られている。この特性は切断良否の領域を示
すもので、横軸には切断速度、縦軸にレーザ出力を示し
ている。迅速領域■は切断分離はできても切断対象物の
裏面にドロスが付着する不良切断領域であり領域■は裏
面にドロスが付着しない良質切断領域であゆ、０は切断
不可能な領域を示している。 このうち、領域■と■すなわち不良切断と良好な切断を
判別するに当っては、切断部前面上部から下部にわたっ
て輝度分布を測定すると、領域■の不良切断状態では裏
面のドロスが左右に火花状に飛び散り画像上安定しない
のに対し、領域■の良好切断状態では裏面のドロス飛散
状態が画面上、切断対象物下側に柱状に安定して存在す
ることが判明した。 この差異を第４図ｆａｔに示す切断対象物６の厚さ方向
（Ｊ方向）に沿った切断前面であ秒輝度分布でグラフと
して表わしてみると、第４図ｆｂｌ、ｔｅｌに示す特性
となる。すなわち、第４図（ｂ）に示すごとく領域■の
不良切断状態では切断対象物の板厚下端により下方でζ
よ輝度分布が急激に低下するのに対し、領域Ｏの良好切
断状態では板厚さ下端により下方でも比較的高い一度レ
ベルを保持する。 したがって、第４図（ｂ）、（ｃ）に示す厚さ】方向の
一度のピーク値Ｌｐｓａｋと板上端から一定距離へたた
った位置での一度りとの比Ｌ／Ｌｐｅ墨ｋをとり、この
値にある限界値Ｌｃｒを設けて第４図（ｂｌに示すＬｐ
ｅａｋとＬとの落差の大きい状態、すなわちＬ ／ Ｌ
ｐｓａｋ ＜ Ｌｃｒの場合■の状態とし、第４図（Ｃ
１に示す落差の小さい状態すなわちＬ ／ Ｌｐａａ
ｋ ） Ｌｃｒのとき■の状態という具合に区別するこ
とができる。こうして、第４図（ｄｌに示す機能ブロッ
クを実行すれば切断の良・不良が判別できる。 次に、第３図に示す切断分離策域■■と切断不可能領域
■とを判別するに当っては、切断部前面の撮影画像によ
り輝度分布を測定するとき、切断対象物の厚さ方向上端
（板厚上端）、厚さ方向中央（板厚中央）、厚さ方向下
端（板厚下端部）、それぞれにおいて、水平方向の輝度
分布を得る。そして、第６図（ａｌに示す切断可能状態
では第５図（＆）に示すように一度のピーク値が板厚の
上端、中央、下端全てに存在するのに対し、第６図（ト
））に示す分離不可能状態では第５図ｔ）に示すように
板厚中央部にて溶融池１３が生じ輝度のピーク値が板厚
中央のみに存在する。 したがって、第５図（ｃｌに示すように板厚の上端、中
央、下端につきそれぞれピーク値の存在を判別すれば、
結果として判断の良・不良はともかく分離可能状態■■
か分離不可能状態（ガウジング）■かを区別することが
できる。なお、第５図（ａ） ｌｂｌのグラフにて横軸
は水平方向（ｉ方向）を示し、縦軸は輝度を示している
。 施 例〉 ここで、第１図、第２図を参照して本発明の詳細な説明
する。第１図、第２図において、モニタ１及び画像処理
装置４に接続されたカメラ２の向きは、切断へ、ドアか
ら９−ザ光５によって切断される切断対象物６の切断部
から前面８を厚さ方向上端から下端まで撮影する向きと
する。そしてカメラ２の前方にＹＡＧレーザ光をカット
するフィルタ３が備えられる。 こうして、レーザ光の照射により切断される切断対象物
６は、切断部前面８がカメラ２にて観察され、得られた
画像はモニタ１及び画像処理装置４にて画像処理される
。 画像処理に当って；よ、第４図（ａｌに示す切断部中央
板厚方向１）の板上端９から板上端１０の輝度変化を調
査し、第４図（ｄ）に示す判別ブロックにてドロス付着
不良切断かドロスフリー良質切断かを判定し、また、第
５図（ａ） （ｂｌに示す如く板厚上端、中央、下端に
て水平方向く実 の輝度分布を調査し第５図（Ｃ１に示す判定ブロックに
てピーク値をさがし、分離可能状態か分離不可能状態か
を判定する。 以上の結果、第３図に示すような３状態の切断、すなわ
ち■ドロス付着不良切断、■ドロスフリー良質切断、■
分離不可能を切断中オンラインで判別する。 〈発明の効果〉 以上説明したように本発明にょてばレーザ切断品質の実
状に即したオンラインモニタリングが可能となり、切断
状態の異常検出や、さらにこれを応用したパラメータの
自動制卿へのアプローチが可能となり、切断品質の向上
、能率の向上が図れるため、産業上きわめて有効な手段
である。
のドロス１２の飛散状況とを観察シ、ドロスコーンの角
度や拡がりなどから判別することが行なわれ、カメラ２
．モニタ１、及び画像処理装置４にて行なわれている。 しかしながら、切断対象物６の裏面をカメラ２により絶
えず観察する必要があり、このため切断対象物６が３次
元的形状を有するとき等には実用性が乏しい。 そこで、本発明は、実用性に乏しい切断対象物の裏面の
観察を行なわず、切断部分を観察することにより実用に
即したレーザ切断品質のオンライン判別方法の提供を目
的とするく課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成する本発明は、 （１）切断対象物をレーザ光照射によって切断するに当
り、レーザ光が照射されている切断部分の前面上部から
前面下部の厚さ方向にわってカメラにて拡大観察しつつ
上記前面上部の中央から前面下部の中央部までの輝度分
布を調査し、前ｉ中部から前面下部に移る輝度分布の変
動をとらえたことを特徴とし、 （２）切断対象物をレーザ光の照射によって切断するに
当り、レーザ光が照射されている切断部分前面の厚さ方
向上端部、厚さ方向中央部、及び厚さ方向下端部での水
平方向輝度分布を調査して各輝度分布相互の変動をとら
えたことを特徴とする。 〈原理と作用〉 レーザ切断に当って切断の良否判定につき、第３図に示
す特性が得られている。この特性は切断良否の領域を示
すもので、横軸には切断速度、縦軸にレーザ出力を示し
ている。迅速領域■は切断分離はできても切断対象物の
裏面にドロスが付着する不良切断領域であり領域■は裏
面にドロスが付着しない良質切断領域であゆ、０は切断
不可能な領域を示している。 このうち、領域■と■すなわち不良切断と良好な切断を
判別するに当っては、切断部前面上部から下部にわたっ
て輝度分布を測定すると、領域■の不良切断状態では裏
面のドロスが左右に火花状に飛び散り画像上安定しない
のに対し、領域■の良好切断状態では裏面のドロス飛散
状態が画面上、切断対象物下側に柱状に安定して存在す
ることが判明した。 この差異を第４図ｆａｔに示す切断対象物６の厚さ方向
（Ｊ方向）に沿った切断前面であ秒輝度分布でグラフと
して表わしてみると、第４図ｆｂｌ、ｔｅｌに示す特性
となる。すなわち、第４図（ｂ）に示すごとく領域■の
不良切断状態では切断対象物の板厚下端により下方でζ
よ輝度分布が急激に低下するのに対し、領域Ｏの良好切
断状態では板厚さ下端により下方でも比較的高い一度レ
ベルを保持する。 したがって、第４図（ｂ）、（ｃ）に示す厚さ】方向の
一度のピーク値Ｌｐｓａｋと板上端から一定距離へたた
った位置での一度りとの比Ｌ／Ｌｐｅ墨ｋをとり、この
値にある限界値Ｌｃｒを設けて第４図（ｂｌに示すＬｐ
ｅａｋとＬとの落差の大きい状態、すなわちＬ ／ Ｌ
ｐｓａｋ ＜ Ｌｃｒの場合■の状態とし、第４図（Ｃ
１に示す落差の小さい状態すなわちＬ ／ Ｌｐａａ
ｋ ） Ｌｃｒのとき■の状態という具合に区別するこ
とができる。こうして、第４図（ｄｌに示す機能ブロッ
クを実行すれば切断の良・不良が判別できる。 次に、第３図に示す切断分離策域■■と切断不可能領域
■とを判別するに当っては、切断部前面の撮影画像によ
り輝度分布を測定するとき、切断対象物の厚さ方向上端
（板厚上端）、厚さ方向中央（板厚中央）、厚さ方向下
端（板厚下端部）、それぞれにおいて、水平方向の輝度
分布を得る。そして、第６図（ａｌに示す切断可能状態
では第５図（＆）に示すように一度のピーク値が板厚の
上端、中央、下端全てに存在するのに対し、第６図（ト
））に示す分離不可能状態では第５図ｔ）に示すように
板厚中央部にて溶融池１３が生じ輝度のピーク値が板厚
中央のみに存在する。 したがって、第５図（ｃｌに示すように板厚の上端、中
央、下端につきそれぞれピーク値の存在を判別すれば、
結果として判断の良・不良はともかく分離可能状態■■
か分離不可能状態（ガウジング）■かを区別することが
できる。なお、第５図（ａ） ｌｂｌのグラフにて横軸
は水平方向（ｉ方向）を示し、縦軸は輝度を示している
。 施 例〉 ここで、第１図、第２図を参照して本発明の詳細な説明
する。第１図、第２図において、モニタ１及び画像処理
装置４に接続されたカメラ２の向きは、切断へ、ドアか
ら９−ザ光５によって切断される切断対象物６の切断部
から前面８を厚さ方向上端から下端まで撮影する向きと
する。そしてカメラ２の前方にＹＡＧレーザ光をカット
するフィルタ３が備えられる。 こうして、レーザ光の照射により切断される切断対象物
６は、切断部前面８がカメラ２にて観察され、得られた
画像はモニタ１及び画像処理装置４にて画像処理される
。 画像処理に当って；よ、第４図（ａｌに示す切断部中央
板厚方向１）の板上端９から板上端１０の輝度変化を調
査し、第４図（ｄ）に示す判別ブロックにてドロス付着
不良切断かドロスフリー良質切断かを判定し、また、第
５図（ａ） （ｂｌに示す如く板厚上端、中央、下端に
て水平方向く実 の輝度分布を調査し第５図（Ｃ１に示す判定ブロックに
てピーク値をさがし、分離可能状態か分離不可能状態か
を判定する。 以上の結果、第３図に示すような３状態の切断、すなわ
ち■ドロス付着不良切断、■ドロスフリー良質切断、■
分離不可能を切断中オンラインで判別する。 〈発明の効果〉 以上説明したように本発明にょてばレーザ切断品質の実
状に即したオンラインモニタリングが可能となり、切断
状態の異常検出や、さらにこれを応用したパラメータの
自動制卿へのアプローチが可能となり、切断品質の向上
、能率の向上が図れるため、産業上きわめて有効な手段
である。
第１図、第２図は本発明の詳細な説明するための配置図
、切断状態図、第３図はドロス付着やガウジングの各領
域を示すグラフ、第４図は厚さ方向輝度分布による判別
原理の説明図、第５図は水平方向輝度分布による判別原
理の説明図、第６図は切断状態を示す説明図、第７図は
従来方向に係る配置図である。 図 中、 ２はカメラ、 ３はフィルタ、 ５はレーザ光、 ６は切断対象物、 ８は切断前面である。
、切断状態図、第３図はドロス付着やガウジングの各領
域を示すグラフ、第４図は厚さ方向輝度分布による判別
原理の説明図、第５図は水平方向輝度分布による判別原
理の説明図、第６図は切断状態を示す説明図、第７図は
従来方向に係る配置図である。 図 中、 ２はカメラ、 ３はフィルタ、 ５はレーザ光、 ６は切断対象物、 ８は切断前面である。
Claims (2)
- （１）切断対象物をレーザ光照射によって切断するに当
り、レーザ光が照射されている切断部分の前面上部から
前面下部の厚さ方向にわってカメラにて拡大観察しつつ
上記前面上部の中央から前面下部の中央部までの輝度分
布を調査し、 前面中部から前面下部に移る輝度分布の変動をとらえた
、 レーザ切断品質のオンライン判別方法。 - （２）切断対象物をレーザ光の照射によって切断するに
当り、レーザ光が照射されている切断部分前面の厚さ方
向上端部、厚さ方向中央部、及び厚さ方向下端部での水
平方向輝度分布を調査して各輝度分布相互の変動をとら
えたレーザ切断品質のオンライン判別方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2260378A JPH04138887A (ja) | 1990-10-01 | 1990-10-01 | レーザ切断品質のオンライン判別方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2260378A JPH04138887A (ja) | 1990-10-01 | 1990-10-01 | レーザ切断品質のオンライン判別方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04138887A true JPH04138887A (ja) | 1992-05-13 |
Family
ID=17347093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2260378A Pending JPH04138887A (ja) | 1990-10-01 | 1990-10-01 | レーザ切断品質のオンライン判別方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04138887A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08103880A (ja) * | 1994-01-31 | 1996-04-23 | Byung-Jun Song | レーザー切断装置 |
| CN102133736A (zh) * | 2009-12-17 | 2011-07-27 | 微机械加工技术股份公司 | 通过切割束切割材料层的方法 |
| JP2018167321A (ja) * | 2017-03-30 | 2018-11-01 | 日酸Ｔａｎａｋａ株式会社 | レーザ加工方法及びレーザ加工装置 |
| CN110191779A (zh) * | 2016-10-13 | 2019-08-30 | 通快机床两合公司 | 用于监控热切割过程的设备和方法 |
-
1990
- 1990-10-01 JP JP2260378A patent/JPH04138887A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08103880A (ja) * | 1994-01-31 | 1996-04-23 | Byung-Jun Song | レーザー切断装置 |
| CN102133736A (zh) * | 2009-12-17 | 2011-07-27 | 微机械加工技术股份公司 | 通过切割束切割材料层的方法 |
| CN110191779A (zh) * | 2016-10-13 | 2019-08-30 | 通快机床两合公司 | 用于监控热切割过程的设备和方法 |
| US11471977B2 (en) | 2016-10-13 | 2022-10-18 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Monitoring a thermal cutting process |
| JP2018167321A (ja) * | 2017-03-30 | 2018-11-01 | 日酸Ｔａｎａｋａ株式会社 | レーザ加工方法及びレーザ加工装置 |
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