JPH07119585B2 - 加工品表面からプロセスパラメータを決定するる方法 - Google Patents

加工品表面からプロセスパラメータを決定するる方法

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JPH07119585B2 JP2120169A JP12016990A JPH07119585B2 JP H07119585 B2 JPH07119585 B2 JP H07119585B2 JP 2120169 A JP2120169 A JP 2120169A JP 12016990 A JP12016990 A JP 12016990A JP H07119585 B2 JPH07119585 B2 JP H07119585B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、一般に数値制御機械の分野に関する。さら
に詳しくは、この発明は加工品の画像から機械加工（プ
ロセス）パラメータを決定または修正する方法に関す
る。
発明の背景 数値制御（NC）により、加工品に切削、切断、溶接その
他の加工を施す際の速度、信頼性および均一さは著しく
向上したが、まだ多くの製造および修理作業が時間のか
かる作業のままである。たとえば、航空機のジェトエン
ジンに用いられている高圧タービンブレードは先端が摩
耗しやすい。現在、エンジン可動部品の先端の修理は時
間のかかる作業で、熟練した溶接工が手作業で肉盛溶接
をタービンブレードのブレード先端にほどこしている。
このプロセス自動化することは困難であった。タービン
ブレード先端の摩耗が均一でなく、ブレード先端表面が
ブレードごとに違い、各ブレードの修理に先立って溶接
パラメータを調節しなければならないのである。溶接経
路を規定するのに、コンピュータ支援設計（CAD）技術
を適用することにより先端修理プロセスを自動化しよう
とする試みがなされているが、先端摩耗にばらつきがあ
り、ブレードごとに応力に差があるので、ブレード先端
の修理状態が一様でない。
多くの自動化機械システムが加工品の位置または寸法を
確認するのにプローブ（探針）システムを採用してお
り、プローブの測定結果を利用して加工品の公称寸法ま
たは座標に加えるべきずれ（オフセット）を決定する。
たとえば、プローブ計測サイクル後に、加工品にドリル
穴あけすべき穴の位置を規定する座標の調節して、穴の
位置を部品のエッジから所定の距離に維持する。加工品
の位置や寸法を確認するのに、プローブなしの非接触式
検査システム（ここでは視覚処理システム（vision sys
tem）と呼ぶ）も同様に使用されている。それ以外に、
従来、視覚処理システムは比較的簡単に物体にその形状
を認識し確認する目的で用いられてきた。一部の自動化
機械システムは、この認識工程の結果を用いて実行用の
機械プログラムを選んだり、メモリ装置内の記憶から所
定のプロセスパラメータを選びだす（リトリーブ）。
この発明で想定している視覚処理システムは、後述する
ように加工品の幾何形状を実際に測定し、数学的に記述
し、加工品表面の画像からプロセスパラメータを生成す
る点で、上述した従来のプローブシステムや視覚処理シ
スエムとは相違している。
発明の目的 この発明の主な目的は、加工品表面の画像からプロセス
パラメータを自動的に決定することにより、機械加工プ
ロセスを自動化する新規な改良された方法および装置を
提供することにある。
この発明の別の目的は、プロセスパラメータを自動的に
調節して加工品幾何形状の部品ごとのばらつきを補償す
る、自動化機械加工プロセス用の方法および装置を提供
することにある。
この発明の他の目的は、溶接パラメータを自動的に調節
して、加工品幾何形状の部品ごとのばらつきを補償し、
これにより得られる製品の品質と均一性を向上させた、
肉盛溶接プロセスを自動化する新規な改良された方法お
よび装置を提供することにある。
この発明のさらに他の目的は、航空機エンジンのエアー
ホイルの機械的に摩耗した先端を修復する新規な改良さ
れた方法および装置を提供することにある。
発明の要旨 この発明の原理によれば、機械加工プロセスを自動化す
る視覚処理システムが提供される。このシステムは、加
工品表面の画像を生成し、この加工品画像を電気信号に
変換し、これらの電気信号からプロセスパラメータを電
子的に決定することにより、加工品表面からプロセスパ
ラメータを自動的に決定する。
レーザ溶接工程に適用した場合、この視覚処理システム
は、加工品のエッジをさがしだし、部品の中心線および
厚さを決定し、溶接位置、溶接粉末の供給速度、レーザ
強度、溶接速度などのプロセスパラメータを計算する。
この発明を特徴づけると考えられる新規な特徴は特許請
求の範囲に記載した通りである。この発明の上記および
他の目的、特徴および効果をさらに明確にするために、
以下に添付の図面を参照しながらこの発明の実施例を詳
しく説明する。
具体的な構成 第１図はスクイーラ（鳴き）型の先端を含むロータブレ
ードの斜視図である。ブレード10は、前縁12と後縁14を
含み、ブレード10の半径方向外端にスクイーラ型ブレー
ド先端16を有する。スクイーラ先端の壁28は外側エッジ
20と内側エッジ22とを含み、空所24を画定する。先端壁
28、外側エッジ20、内側エッジ22および空所24は第２図
の頂面図にも示されている。
第２図に示すブレード10のようなロータブレードのスク
イーラ先端のすりきれた表面の修復は、熟練した溶接工
が手作業でタービンブレードのスクイーラ先端壁に肉盛
溶接をほどこすので時間のかかる仕事である。典型的に
は、ダービンブレード１枚当り熟練溶接工の１人・時間
の労働を要する仕事である。この修理過程を自動化する
ことは困難であった。ダービン先端の摩耗が均一でな
く、スクイーラ先端壁表面がブレード枚に違うからであ
る。ブレード毎にばらつきがあると、各ブレードを修理
する前に溶接過程のパラメータを変更しなければならな
い。
第３図は、航空機エンジンのエアーホイルのスクイーラ
先端壁に肉盛溶接を行なう自動化レーザ溶接システムの
ブロック図である。このレーザ溶接システムは、この発
明による画像処理システムを含む、レーザシステムで加
工すべきエアーホイル30の先端表面を清浄にし、研磨す
る。つぎにエアーホイル０を装着用治具32に固定する。
材料運搬（MH）コンピュータ34によりコンベヤ／プッシ
ュロッド装置（図示せず）を制御し、これにより装着用
治具32およびそれに固定したエアーホイル30を数値制御
されたＸ−Ｙ軸テーブル36上に送り出す。Ｘ−Ｙ軸テー
ブル36はプッシュロッド装置から治具32を受け取り、撮
像システムにより検査するために、エアーホイル30を固
定CCDカメラ38、たとえばパルニックス・アメリカ（Pul
nix America）社製の型番240−Ｔのカメラの視野内に移
動する。
視覚処理システムはカメラ38、視覚プロセッサ40、ビデ
オモニタ42およびオペレータコンソール44を含む。カメ
ラ38内の走査機構は、エアーホイルの画像（イメージ）
からビデオ信号を発生し、この信号を視覚プロセッサ40
に送る。視覚プロセッサ40は、インターナショナル・ロ
ボメーション・インテリジェンス（International Robo
mation/Intelligence）社製のモデルDX/VR視覚処理コン
ピュータを用いることができ、溶接およびレーザパラメ
ータ、たとえば溶接位置、溶接粉末の供給速度、レーザ
出力強度、および溶接速度を決定する。画像プロセッサ
40は材料運搬コンピュータ34、数値制御装置46、そして
レーザ作動、ビーム送り、溶接粉末供給、およびレーザ
50の下の加工品の位置決めを制御するレーザ制御装置48
とのインターフェースをもっている。
モニタ42を介してオペレータ（作業者）は溶接過程を観
察することができる。コンソール34を介してオペレータ
は視覚プロセッサと更新（コミュニケート）し、視覚処
理システムのプログラムをオーバライドすることができ
る。
第３図の装置に採用されている、溶接パラメータを自動
的に決定する方法を第４図のフロー図に示す。画像情報
を得、それを処理するためには、まずエアーホイル30を
カメラ38の視野内の既知の位置に置かなければならな
い。視覚処理システムは軸制御装置46と交信して、エア
ーホイル30およびそのエアーホイルを固定したパレット
32をカメラ38の下の適切な位置に位置決めする。
カメラ38の焦点を合わせ、エアーホイル30のスクイーラ
先端壁の頂面の画像をカメラ内の感光素子アレー上に形
成し、カメラ内の走査機構によりビデオ信号に変換す
る。プルニックス・アメリカ社のモデルＴ−240CCDカメ
ラは256×256の感光素子アレーマトリックスを有し、し
たがって受信画像を65,536個の画素（ピクセル）に分解
する。ビデオ信号を画像プロセッサ40に送ると、画像プ
ロセッサはビデオ信号をデジタル画素データに変換し、
マトリックス内の各画素に黒に対応する０から白に対応
する255までの輝度値を割り当てる。
部品表面（スクイーラ先端壁の頂面）と背景とを区別す
るために、つぎにデジタル画像情報を二分または２進化
する、すなわち０（黒）または255（白）いずれかの値
に変換する。このプロセスは第５図に示すグラフを参照
すると簡単に理解できる。
第５図のグラフには、０〜255の範囲の輝度値をＸ軸に
沿って表示し、一コマの走査中にその輝度値をもつと判
定された画素の総数をＹ軸に沿って縦にプロットしてあ
る。たとえば、点80は約450個の画素が輝度面45をもつ
ことを示す。グラフから明らかなように、このグラフに
は点80および82に２つのピークがあり、点84に点数の少
ない谷がある。スクイーラ先端壁を囲む背景区域から反
射される光は比較的少なく、したがって大部分の画素が
低い輝度値を有し、最大数の画素が輝度値45（点80）を
有することがわかる。清浄化され、研磨され、カメラの
焦点面内に配置された、スクイーラ先端壁の頂面は背景
区域より多量の光を反射する。これらの画素はグラフに
195前後の輝度値を有し、点82でピークに達する部分を
形成している。
視覚処理システムはピーク80と82の間にある谷を検索す
るようにプログラムされている。谷の低い点と関連した
輝度値（たとえば輝度値150を有する点84）を利用して
デジタル画素データを２進化する。輝度値が150未満の
画素すべてに値０（黒）を割り当て、輝度値が150より
大きい画すべてに値255（白）を割り当てる。各画素の
座標とそれに関連した２進値とを視覚プロセッサ内のメ
モリに記憶する。
なお、第５図のグラフは１例にすぎない。グラフの形、
輝度スケールに沿っての画素の分布、150に設定した輝
度のしきい値は例示にすぎない。実際の画素の計測数や
ピークと谷の位置は第５図に示したものとは異なる。
つぎに視覚処理システムは、スクイーラ先端壁の頂面の
外側境界を規定する画素データを集める、境界データを
集めるのに用いた境界追跡アルゴリズムは第６図を参照
して説明するのが簡単である。符号90で表示された形状
はタービンブレードの先端の画像（イメージ）を表わ
す。「＋」および「ｗ」はそれぞれ画素（ピクセル）の
位置を示す。「ｗ」で示される画素はブレード先端表面
と関連しており、255（すなわち白）の２進値を有する
「＋」で示される画素は物体背景と関連しており、０
（すなわち黒）の２進値を有する。各画素のＸおよびＹ
座標は、図面の下側および左側に沿って示した座標値を
求めることにより決定できる。たとえば、画素94はＸ座
標２、Ｙ座標５を有する。ブレード先端の形状90および
第６図に示す画素の位置は境界追跡アルゴリズムの作用
を説明しやすくするために、著しく誇張されている。
境界追跡アルゴリズムは視覚プロセッサ内のメモリに記
憶された画素データを走査する、すなわち輝度値255を
有する画素をさがしだすまで、第６図において左から右
に矢印92で示すようにデータを走査する。たとえば、座
標ｘ＝２およびｙ＝５を有する画素94を、境界追跡アル
ゴリズムによりさがしだした最初の境界点として示して
ある。この第１画素の座標をセーブ（貯蔵）する。アル
ゴリズムはつぎに、この第１画素の隣りの画素を調べて
第２の境界点をさがしだす。そのため、第１画素のまわ
りに反時計方向にサーチ（探索）する。このサーチ（探
索）ルーチンを第６図の右上の角に示す。画素「ａ」を
境界点として同定してから、探索ルーチンはｂ→ｃ→ｄ
→ｅ→ｆ→ｇ→ｉの順序で隣りの画素を検査し、つぎの
境界点を同定する。このあと新に見出された境界点の座
標をセーブし、この点のまわりの反時計方向サーチを行
なう。再び第１点を見出すまでサーチを続け、閉ループ
を完了する。
つぎの計算を簡単にし、処理時間を短くするために、境
界データを再サンプリングして境界点の数を、たとえば
数百からもっと少ない取り扱いやすい数に減らす。再サ
ンプリングでは境界に沿って等間隔離れた点を選択す
る。ここで説明したシステムの場合、再サンプリング点
数を64とするのがよい。
境界を規定する等式は、64の再サンプリング点から、フ
ーリエ解析法を用いて決定することができる。任意の数
の点で働くアルゴリズムを開発することができるが、境
界点の数を２の整数乗、たとえば32,64または128に制限
することにより計算効率を最大にあげることができる。
コンピュータアーキテクチャの設計の下となった２進系
からこのような最大効率が得られる。
部品境界は閉じた曲線を形成し、その曲線は曲線に沿っ
て反時計方向にトレースすることにより、境界上の最初
の点からの距離「ｔ」の関数として表示することができ
る。境界は閉ループを形成するので、この関数は周期関
数であり、フーリエ級数（式１）に展開することができ
る。
ここで、 上式中の記号の意味は次の通りである。
Cn＝複素フーリエ係数、 Ｔ＝閉曲線のまわりの合計距離、 ｎ＝係数の数、 この視覚処理システムに用いる曲線フィッティング（適
合）アルゴリズムはフーリエ解析法を用いて、ベクトル
形式で ｆ（ｔ）＝ｘ（ｔ）＋jy（ｔ） （式３） として表示できる複素数を発生する。この後、この式を
用いて境界に直交する複数の法線についての式を計算す
る。
点ｔ＝t1でEQN3に直交する法線は式； ｙ−y1＝（−1/m）（ｘ−x1） から求めることができる。式中のｍは点ｔ＝t1でのｆ
（ｔ）のｙ−ｘ勾配である。勾配ｍは、点ｔ＝t1でのｙ
（ｔ）の偏微分δy/δｙを点ｔ＝t1でのｘ（ｔ）の偏微
粉δy/δｙで割ることにより求めることができる。式３
に直交する法線は64個の再サンプリング点のひとつづつ
に発生する。
第７図は、この発明にしたがって視覚処理した後の第２
図のエアーホイルの一部の画像（イメージ）であり、こ
の図を用いてどのように溶接経路をおよび部品厚さを決
定するかを説明する。各法線に沿ってさがしだされた画
素についての２進化輝度値を調べて、スクイーラ先端壁
の外側エッジ102および内側エッジ104を位置決めする。
法線に沿ったある画素の輝度値が隣りの画素の輝度値と
著しく異なるところにかならずエッジ点が同定される。
たとえば、法線100は外側エッジ点106と内側エッジ点10
7とを含む。下記の２つの式を用いて64本の法線の１つ
づつに沿って溶接点を決める。
ｘ＝x1＋ｐ（x2−x1）＋bx （式４） ｙ＝y1＋ｐ（y2−y1）＋by （式５） 上式において、x1およびy1は法線に沿った外側エッジ点
の座標であり、x2およびy2は同じ法線に沿った内側エッ
ジ点の座標であり、ｐおよびｂはユーザが設定する変数
である。変数ｐはその値が０〜１の範囲にあり、溶接点
と外側エッジ点との間の距離対外側エッジ点と内側エッ
ジ点との間の合計距離の比を表わす。たとえば、ｐの値
が0.5であると、それは溶接点を点（x1,y1）および点
（x2,y2）間の線分の中点に位置決めすべきであること
を意味する。変数ｂは溶接点の位置を直接バイアスする
のに用いる距離である。bxおよびbyは変数ｂのｘおよび
ｙ成分である。
64個の溶接点の座標を上記式を利用して求める。これら
の64個の点が溶接経路を規定する。ｐ＝0.5、ｂ＝０を
選択した特殊な場合、溶接経路はスクイーラ先端壁の中
心線または平均線となる。パラメータｐおよびｂを変え
ることにより、溶接経路をスクイーラ先端壁の外側（ま
たは内側）エッジのもっと近くに位置させることができ
る。任意の法線に沿った部品厚さは、法線に沿って同定
された２つのエッジ点間の距離を計算することにより、
簡単に求めることができる。
各法線に沿った内側エッジ点および外側エッジ点の位置
は、サブピクセレーション（sub−pixelation）と称さ
れる方法によりもっと正確に求めることができる。この
方法を用いる場合、部品エッジ近傍で法線に沿った各画
素の輝度値を同法線に沿った画素の位置に対してプロッ
トすることにより、エッジ点の正確な位置を求める。第
８図は輝度値と画素位置との間のこの関係を表示した図
である。
ここで第８図について説明すると、ｇ（ｘ）は輝度値と
画素位置との関係を規定する関数であり、変数ｘは画素
位置を表わす。物体背景と関連した最小輝度値を「Ｈ」
で表わす。ブレードの頂面と関連した最大輝度値を「Ｈ
＋Ｋ」で表わす。ｇ（ｘ）の値がＨからＨ＋Ｋまで増加
する、関数ｇ（ｘ）のｘ＝x1とｘ＝x2との間の部分は部
品境界に対応する。第８図で「Ｌ」として同定されてい
る部品エッジの正確な位置は、関数ｇ（ｘ）のゼロ次モ
ーメント（M0）、１次モーメント（M1）および２次モー
メント（M2）を計算することにより求めることができ
る。
この後、Ｌについて上記モーメントの式を解くことによ
り、正確な物体エッジ位置を求める。
Ｌ＝（3M2−M0）/2M1 （式９） 画像プロセッサはまた、溶接経路データ、厚さデータ、
境界データその他の座標データを利用して、さらに他の
溶接およびレーザパラメータ、たとえば溶接粉末の供給
速度、レーザ強度および溶接速度を決定する。
すべてのプロセスパラメータを計算した後、座標および
プロセスパラメータ情報を数値制御装置およびレーザ制
御装置に送り、加工品を溶接レーザの下方に配置し、そ
の肉盛溶接をスクイーラ先端壁にほどこす。
上述した説明から、この発明は上に説明し図解した特定
の実施例に限定されないこと、そしてこの発明の要旨を
逸脱しない限りで種々の変更や改変が可能であること
が、当業者には明らかである。たとえば、曲線上の多数
の既知の点から式を生成するための多くの曲線フィッテ
ィング（適合）アルゴリズムが入手でき、あるいは開発
できる。また、得られる加工品画像は可視、紫外または
赤外範囲の画像とすることができ、あるいは超音波また
はｘ線検査を通して決定することができる。
もっと正確な加工品情報を得るには、もっと高解像度の
カメラおよび対応する画像プロセッサを用いればよい。
加工品を複数の断面にて画像処理することにより、精度
および解像度をさらに高くすることができ、このプロセ
スをカメラの下の加工品のいくつかの異なる位置で繰り
返すことにより加工品全体の検査を行なう。この後、こ
うして得たデータを組合わせて加工品全体の完全な検査
を実現する。
上述した画像処理システムは実施すべき機械加工方法と
は無関係であるので、レーザ溶接作業の自動化に限定さ
れず、他の機械加工方法、たとえば研削、切断、バリと
り、スタンピング、穴あけ、プレス、検査および計測
（ゲージング）と連動するように変更することができ
る。
これらのまた他の変更、改変、置き換えおよび均等物
が、この発明の要旨から逸脱しない範囲内で当業者に明
らかである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、肉盛溶接法により修理すべきスクイーラ型の
先端を含む典型的な航空機エンジンのエアーホイルの斜
視図、 第２図は第１図のエアーホイルの頂面図、 第３図はこの発明による視覚処理システムを含むレーザ
溶接装置のブロック図、 第４図はこの発明の方法を説明するフロー図、 第５図は種々の輝度値についての画素の分布を示すヒス
トグラム、 第６図はスクイーラ先端壁の外側エッジと関連した境界
データを集めるのに用いる境界追跡アルゴリズムの説明
図、 第７図はこの発明にしたがって画像処理した後の第２図
のエアーホイルの一部の画像を示す図、そして 第８はスクイーラ先端壁のエッジをより正確に位置決め
するためのサブピクセレーション法の説明図である。 主な符号の説明 10:ブレード、16:ブレード先端、 20:外側エッジ、22:内側エッジ、 30:エアーホイル、32:治具、 34:材料運搬用コンピュータ、 36:テーブル、38:カメラ、 40:視覚処理装置、42:ビデオモニタ、 44:オペレータコンソール、 46:数値制御装置、 48:レーザ制御装置、50:レーザ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 7/00 (72)発明者 リチャード・ヘンリー・バーケル アメリカ合衆国、オハイオ州、マインビ レ、シンプソンズ・トレース、3660番 (72)発明者 ランダール・クライ・ガントナー アメリカ合衆国、オハイオ州、デイトン、 モーニング・グローリー・ロード、3400番 (72)発明者 ジョン・ジョセフ・ボトムス アメリカ合衆国、カンサス州、アルカンサ ス・シティ、ミードゥ・レーン、ナンバー ５（番地なし) (72)発明者 スティーブン・マイケル・ウォルフ アメリカ合衆国、オハイオ州、スプリング ボロ、レモンウッド・コート、150番 (56)参考文献 特開 昭63−256271（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−221182（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−61882（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】加工品表面からプロセスパラメータを決定
    する方法であって、 前記加工品表面のビデオ画像を生成する工程と、 前記画像を電気信号に変換する工程であって、該工程
    は、前記画像を複数の画素に分割する工程を含んでい
    る、変換する工程と、 前記複数の画素から加工品の幾何形状を電子工学的に決
    定して、前記画素に座標を割り当てる工程と、 前記加工品の境界を画定するように前記画素の座標から
    数式を生成する工程と、 前記境界に沿った第１の複数の点を選択して、前記第１
    の複数の点に対する勾配を電子工学的に決定する工程
    と、 前記境界に直交する線を画定するように１組の数式を生
    成する工程であって、 前記線の各々は、前記第１の複数の点のうちの異なる１
    つの点において前記境界と交わっている、１組の数式を
    生成する工程と、 前記直交する線のうちの異なる１つの線に沿って位置し
    ている第２の複数の点を同定する工程であって、前記第
    ２の複数の点の各々は、前記第１の複数の点のうちの関
    連する１つの点からの算出された距離の所に位置してい
    る、第２の複数の点を同定する工程と、 前記加工品の幾何形状から前記プロセスパラメータを電
    子工学的に決定する工程とを備えた加工品表面からプロ
    セスパラメータを決定する方法。
  2. 【請求項２】前記プロセスパラメータは、溶接プロセス
    パラメータである請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】前記溶接パラメータを電子工学的に決定す
    る工程は、前記加工品表面に付加されるべき溶接材料の
    量を電子工学的に決定する工程を含んでいる請求項２に
    記載の方法。
  4. 【請求項４】前記溶接パラメータを電子工学的に決定す
    る工程は、溶接中に熱を加えるべき前記加工品表面上の
    位置を電子工学的に決定する工程を含んでいる請求項２
    に記載の方法。
  5. 【請求項５】前記加工品表面は、タービンブレードのブ
    レード先端を含んでいる請求項１又は２に記載の方法。
  6. 【請求項６】前記画像を生成する工程は、前記表面から
    受け取った電磁エネルギをセンサ上に焦点合わせする工
    程を含んでおり、 前記画像を電気信号に変換する工程は、一連の電気パル
    スを発生するように前記画素を走査する工程を含んでお
    り、前記パルスの各々の振幅は、対応する画素と関連し
    た電磁エネルギの強度に比例する請求項１又は２に記載
    の方法。
  7. 【請求項７】前記電磁エネルギは、前記加工品表面から
    反射された光を含んでおり、前記センサは、テレビジョ
    ンカメラ内の感光素子アレーを含んでおり、 前記画像を電気信号に変換する工程は、前記カメラによ
    り実行される請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】前記加工品表面は、タービンブレード先端
    のエッジである請求項１又は２に記載の方法。
  9. 【請求項９】前記プロセスパラメーターは、タービブレ
    ードのスクイーラ先端に肉盛溶接を行うためのものであ
    り、前記スクイーラ先端は、内側エッジと外側エッジと
    を有しており、 前記加工品の幾何形状を電子工学的に決定する工程は、
    前記スクイーラ先端の壁の幅を決定する工程を含んでい
    る請求項１に記載の方法。
  10. 【請求項１０】前記プロセスパラメータを決定する工程
    は、 溶接中に前記スクイーラ先端の壁の頂面に付加されるべ
    き溶接材料の量を電子工学的に決定する少なくとも１つ
    の工程と、 溶接中に加えられるべき熱の量を電子工学的に決定する
    工程と、 溶接中にそれに沿って熱を加えるべき経路を電子工学的
    に決定する工程とを含んでいる請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】前記経路は、前記スクイーラの壁の中心
    線を含んでいる請求項10に記載の方法。
  12. 【請求項１２】前記加工品の幾何形状を決定する工程
    は、 前記スクイーラの壁の外側エッジと関連した１組の画素
    の座標を同定する工程と、 前記座標から、前記外側エッジにより形成される曲線を
    定義する第１の数式を生成する工程と、 選択された座標における前記曲線の勾配を電子工学的に
    決定する工程と、 １組の数式を生成する工程であって、該数式の各々は、
    前記外側エッジにより形成される前記曲線に直交すると
    共に前記選択された座標のうちの１つの座標において前
    記曲線と交わる線を定義する、１組の数式を生成する工
    程と、 前記線の各々の前記外側エッジと前記内側エッジとの間
    の距離を測定することにより前記スクイーラ先端の壁の
    幅を測定する工程とを含んでいる請求項９に記載の方
    法。
  13. 【請求項１３】前記プロセスパラメータを決定する工程
    は、 前記スクイーラ先端の壁の頂面に付加されるべき溶接材
    料の量を電子工学的に決定する工程と、 溶接中に加えられるべき熱の量を電子工学的に決定する
    工程と、 前記直交する線の各々の中点を電子工学的に決定する工
    程と、 溶接中にそれに沿って熱を加えるべき経路を電子工学的
    に決定する工程であって、前記経路は、前記直交する線
    の各々の中点と交わっている、経路を電子工学的に決定
    する工程とを含んでいる請求項９に記載の方法。
  14. 【請求項１４】加工品表面に沿って工具をガイドするこ
    とを含んでいるプロセスパラメータを決定する方法であ
    って、 前記加工品表面の画像を生成する工程と、 前記画像を複数の画素に分割する工程と、 前記加工品表面の境界に関連した１組の画素の座標を同
    定する工程と、 前記画素の座標から、前記加工品表面の境界により形成
    される曲線を定義する数式を生成する工程と、 前記曲線に沿った第１の複数の点を選択する工程と、 前記第１の複数の点の各々の点における前記曲線に対す
    る勾配を電子工学的に決定する工程と、 １組の数式を生成する工程であって、該数式の各々は、
    前記曲線に直交する線を定義しており、該直交する線
    は、前記第１の複数の点のうちの異なる１つの点におい
    て前記曲線と交わっている、１組の数式を生成する工程
    と、 第２の複数の点を同定する工程であって、該第２の複数
    の点の各々は、前記第１の複数の点のうちの関連する１
    つの点からの決定された距離の所で、前記直交する線の
    うちの異なる１つの線に沿って位置している、第２の複
    数の点を同定する工程と、 前記第２の複数の点を含んでいる経路に沿って前記工具
    をガイドする工程とを備えたプロセスパラメータを決定
    する方法。
  15. 【請求項１５】前記画像を生成する工程は、 前記表面を照明する工程と、 前記表面から反射された電磁エネルギをセンサ上に焦点
    合わせする工程とを含んでおり、 前記１組の画素の座標を同定する工程は、 （ａ） 輝度値を各画素に割り当てる工程であって、前
    記輝度値の大きさは、対応する画素と関連した電磁エネ
    ルギの強度に比例する、割り当てる工程と、 （ｂ） 前記加工品表面に関連した画素と、背景区域に
    関連した画素とを同定するために、前記輝度値を比較す
    る工程とを含んでいる請求項14に記載の方法。
  16. 【請求項１６】前記背景区域に関連した画素とを同定す
    るために輝度値を比較する工程は、 輝度のしきい値を決定する工程と、 前記画素の輝度値を前記輝度のしきい値と比較する工程
    と、 前記表面に関連した画素を、前記しきい値よりも大きな
    輝度値を有している画素として同定する工程と、 前記背景に関連した画素を、前記しきい値よりも小さな
    輝度値を有している画素として同定する工程とを含んで
    いる請求項15に記載の方法。
  17. 【請求項１７】前記画素の座標から数式を生成する工程
    は、 前記画素の座標に対応する１組のフーリエ係数を決定す
    る工程と、 前記フーリエ係数をフーリエ級数式に代入する工程とを
    含んでおり、 前記曲線に沿って選択された点における前記曲線に対す
    る勾配を電子工学的に決定する工程は、 前記選択された点における前記フーリエ級数式の導関数
    を算出する工程を含んでいる請求項14に記載の方法。
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