KR100963460B1

KR100963460B1 - 자동 절단 장치 및 개선 가공품의 제조 방법

Info

Publication number: KR100963460B1
Application number: KR1020087009934A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 야마구치; 이쿠오 가마다; 다카히로 이리야마
Original assignee: 고마쓰 산기 가부시끼가이샤
Priority date: 2005-10-27
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2010-06-17
Also published as: JP4776034B2; US20090250445A1; KR20080053390A; US8010224B2; JPWO2007049751A1; WO2007049751A1

Abstract

플라즈마 절단 장치는, 개선 가공의 복수 단계의 절단 부공정을 연속하여 효율적으로 실시할 수 있다. 최초의 절단 부공정에서, NC 프로그램에 따라서, 스테이지 상의 모재로부터 제품 (34) 을 잘라낸다. 이어서, 잘라낸 제품 (34) 의 2 개의 코너점의 각각의 정규 위치 (NC 프로그램에 의해 정의되는 제품 도형 (80) 의 코너점의 위치) (861, 862) 근방 영역의 화상이 이미지 센서에 의해 촬영되고, 촬영된 화상으로부터 제품 (34) 의 2 개의 코너점의 실제 위치 (841, 842) 가 검출되어, 검출된 실제 위치 (841, 842) 와 정규 위치 (861, 862) 사이의 평행 이동 거리와 회전 각도가 계산된다. 계산된 평행 이동 거리와 회전 각도에 따라서, 제품 (34) 의 실제 위치에 적합하도록 NC 프로그램이 수정된다. 다음의 절단 부공정에서는, 수정된 NC 프로그램에 따라서, 제품 (34) 의 외주의 절단면에 개선 가공을 위한 추가의 절단이 실시된다.

Description

자동 절단 장치 및 개선 가공품의 제조 방법{AUTOMATIC CUTTING DEVICE AND PRODUCTION METHOD FOR BEVELED PRODUCT}

본 발명은, 일반적으로는, 플라즈마 절단 토치, 레이저 절단 토치, 가스 절단 토치 또는 그 밖의 절단 공구를 사용하여 모재로부터 제품을 잘라내기 위한 자동 절단 장치에 관한 것으로, 특히, 잘라낸 제품의 절단면에 개선 (開先, beveling) 가공 또는 모따기 가공을 실시할 수 있는 자동 절단 장치 및 개선 가공품의 제조 방법에 관한 것이다.

플라즈마 절단, 레이저 절단, 가스 절단 또는 그 밖의 절단 방법에 의해서 잘라내는 제품 중에는, 나중에 행해지게 되는 용접의 품질을 향상시키기 위해서 또는 그 밖의 목적에서, 그 제품의 외주의 절단면에 개선 가공 또는 모따기 가공 (이하, 양자를 「개선 가공」이라고 총칭한다) 을 형성할 것이 요구되는 경우가 적지 않다. 예를 들어, 건설기계의 바디나 프레임의 부품으로서 사용되는 제품의 경우, 그 7 할 정도의 제품에 개선 가공이 요구된다. 개선 가공은 가공면의 형상에 의해 많은 종류로 나누어지는데, 그 중 몇몇 종류의 개선 가공에 따르면, 개선 가공된 면은, 제품의 주 표면에 대한 각도가 상이한 2 개의 절단면의 조합으로 구성된다. 이러한 종류의 개선 가공은, 2 개의 절단면을 각각 형성하기 위한 2 단계의 절단 부공정에 의해서 실시된다. 최초 단계의 절단 부공정에서는, 모재의 주 표면에 대하여 예를 들어 수직인 방향에서 모재에 대한 절단이 이루어져, 그 모재로부터 제품이 잘려나간다. 2 번째 단계의 절단 부공정에서는, 잘라낸 제품의 외형에 대하여, 제품의 주 표면에 대하여 예를 들어 비스듬한 방향으로 경사 절단 (bevel cut) 이 이루어져, 그 외형 가장자리의 일부가 절단 제거된다.

개선 가공에 관해서, 미국 특허 제6,326,588호 (특허 문헌 1) 및 일본국 공개특허공보 평11-57999호 (특허 문헌 2) 에 기재된 발명이 알려져 있다.

미국 특허 제6,326,588호에는, 개선 가공을 위한 2 단계의 절단을 실시하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법은, 우선, 레이저 빔에 의해 모재를 수직으로 절단하여 제품을 잘라내고, 그 후, 제품만을 남기고 스크랩을 제거하고, 그 후에 제품의 외형 위치를 검출하여, 검출된 외형 위치를 레이저 제어 유닛에 제공하며, 마지막으로, 기울인 레이저 빔을 사용하여 제품의 외연을 비스듬하게 절단한다.

일본국 공개특허공보 평11-57999호에는, 다음과 같은 개선 절단 장치가 개시되어 있다. 즉, 이 개선 절단 장치는, 미리 잘라낸 제품을 수취하여 이것을 소정 위치에 놓고, 그 제품 외형의 복수 지점의 위치를 레이저 센서 등을 사용하여 검출한다. 검출된 외형의 복수 지점의 위치에 기초하여, 그 제품의 외형선을 직선, 원, 원호 등의 결합으로서 완전하게 정의된 기하학형상 데이터가 생성된다. 그 기하학형상 데이터를 사용하여, 제품의 외형이 임의의 경사 각도로 절단된다.

또한, 개선 가공에 직접 관련되는 것은 아니지만, 일본국 공개특허공보 2003-251464호 (특허 문헌 3) 에는, 모재로부터 제품을 잘라낼 때의 절단 위치를 정확하게 하기 위한 방법이 개시되어 있다. 여기에는, 2 종류의 방법이 개시되어 있다. 제 1 방법은, 모재를 카메라로 촬영하고, 촬영된 화상으로부터 모재의 윤곽선 좌표를 산출하여, 산출된 모재의 윤곽선 내의 절단 가능한 영역 내에 제품 도형을 네스팅한다. 제 2 방법은, 모재의 크기나 형상과 절단할 도형의 크기나 형상의 데이터를 미리 기억시켜 두고, 모재의 여러 지점을 카메라로 촬영하여 각 촬영 지점에서의 모재의 윤곽선을 계산하고, 그 윤곽선과 미리 기억되어 있는 모재의 데이터를 비교하여 양 데이터의 위치 어긋남을 맞춘 후, 그 다음에 제품을 잘라낸다.

특허 문헌 1 : 미국 특허 제6,326,588호

특허 문헌 2 : 일본국 공개특허공보 평11-57999호

특허 문헌 3 : 일본국 공개특허공보 2003-251464호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

개선 가공의 작업 능률을 향상시키기 위해, 절단 위치를 수치 제어 (NC) 에 의해 자동 제어할 수 있는 1 대의 절단 장치를 사용하여 상기 서술한 2 이상의 단계를 갖는 절단 부공정을 연속해서 자동적으로 실시할 수 있도록 하는 것이 요망된다. 그러나, 최초 단계의 절단 부공정에서는 NC 의 성능이 반영된 고정밀도의 가공을 실시할 수 있지만, 2 번째 이후의 단계의 절단 부공정에 있어서 절단 정밀도가 악화된다는 문제가 있다. 그 이유는, 최초 단계에서 제품이 모재로부터 잘려나갔을 때, 모재로부터 지지를 받지 못하게 된 제품이 움직여, 제품의 절단 장치에 대한 상대 위치가 원래 위치로부터 약간 어긋나버리기 때문이다.

미국 특허 제6,326,588호 및 일본국 공개특허공보 평11-57999호는, 제품의 외형 위치의 센싱을 실시하여, 센싱 결과로부터 제품의 외형선을 산출한다는 방법을 제공하고 있다.

그러나, 제품의 외형선을 정확히 산출하기 위해서는, 제품의 외형선 상의 많은 점의 위치를 센싱할 필요가 있다. 그리고, 그들 검출 결과로부터 제품의 외형을 완전히 정의한 기하학형상 데이터를 산출하기 위해서 대량의 계산 처리를 실시해야 한다. 또한, 제품의 외형의 위치를 검출할 때, 미국 특허 제6,326,588호와 같이 제품 이외의 스크랩을 사전에 제거하거나, 또는, 일본국 공개특허공보 평11-57999호와 같이 제품만을 꺼내어 절단 장치에 세팅할 필요가 있다. 이러한 필요를 위해서, 상당히 긴 대기 시간이 최초 단계의 절단 부공정과 다음 단계의 절단 부공정 사이에 개입되지 않을 수 없고, 따라서, 이 2 단계의 절단 부공정을 연속해서 효율적으로 진행시키기가 어렵다.

또한, 일본국 공개특허공보 2003-251464호에는, (제품이 아니라, 모재의 외형선을 산출하기 위한 방법이기는 하지만) 모재의 몇몇 지점을 카메라로 촬영하여 그 몇몇 지점의 윤곽선 데이터를 계산하고, 그 몇몇 지점의 윤곽선 데이터와, 미리 기억시켜 둔 외형 데이터의 위치 어긋남을 맞추는 방법이 개시되어 있다. 이 방법을 실시하기 위해서는, 미리 기억시켜 둔 외형 데이터의 어떤 부분이 촬영 화상으로부터 얻어진 몇몇 지점에서의 윤곽선에 대응하는 것인지를 찾아내지 않으면 안된다. 그러나, 그 방법에 관해서는, 일본국 공개특허공보 2003-251464호에는 아무런 개시도 없다. 또한, 일본국 공개특허공보 2003-251464호와 같이 모재의 외형선을 산출하는 경우에는, 스크랩 문제는 없다. 이에 대하여, 모재로부터 잘라낸 제품의 외형 위치를 산출하는 경우에는, 제품의 주위에 존재하는 스크랩을 제품으로 잘못 보아 검출할 가능성을 배제해야만 한다.

따라서, 본 발명의 목적은, 절단 위치를 수치 제어 (NC) 에 의해 자동 제어할 수 있는 1 대의 절단 장치를 사용하여, 개선 가공을 위한 2 이상의 단계를 갖는 절단 부공정을 연속적으로 실시할 수 있도록 하는 것에 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명에 따른 자동 절단 장치는, 모재가 놓이기 위한 스테이지와 ; 절단 공구와 ; 촬상 영역을 갖는 이미지 센서와 ; 상기 스테이지에 대하여 상기 절단 공구를 이동시키며, 상기 절단 공구의 각도를 변화시키며, 또한, 상기 이미지 센서의 상기 촬영 영역을 이동시키기 위한 공구 이동 기구와 ; NC 프로그램에 따라서, 상기 절단 공구, 상기 이미지 센서 및 상기 공구 이동 기구 각각의 동작을 제어하는 컨트롤러를 구비한다. 상기 컨트롤러는, 상기 NC 프로그램에 따라서, 상기 스테이지 상에 놓인 상기 모재를 상기 절단 공구에 의해 절단하여 제품을 잘라내는 제 1 절단 부공정을 실행하도록 제어를 행하는 제 1 절단 부공정 제어 수단과 ; 상기 제 1 절단 부공정이 실행된 후, 상기 스테이지 상의 상기 잘라낸 제품의 2 개 이상의 특이점의 상기 NC 프로그램에 의해 정의되는 정규 위치를 포함한 1 개 이상의 영역에 상기 이미지 센서의 촬상 영역을 설정하고, 그리고, 상기 이미지 센서로부터 상기 1 개 이상의 영역의 화상을 취득하도록 제어를 행하는 촬상 제어 수단과 ; 상기 이미지 센서로부터 취득된 상기 1 개 이상의 영역의 상기 화상을 해석하여, 상기 스테이지 상의 상기 잘라낸 제품의 상기 2 개 이상의 특이점의 실제 위치를 검출하는 특이점 검출 수단과 ; 상기 특이점의 상기 검출된 실제 위치에 따라서, 상기 스테이지 상의 상기 잘라낸 제품의 실제 위치에 적합하도록 상기 NC 프로그램을 수정하는 프로그램 수정 수단과 ; 상기 수정된 NC 프로그램에 따라서, 상기 스테이지 상의 상기 잘라낸 제품에 대하여 상기 절단 공구에 의해 추가 절단을 실시하는 제 2 절단 부공정을 실행하도록 제어하는 제 2 절단 부공정 제어 수단을 갖는다.

이 자동 절단 장치에 의하면, 제 1 절단 부공정에서 모재로부터 제품이 잘려나간 후, NC 프로그램에 기초하여 정해지는 제품의 2 개 이상의 특이점의 정규 위치를 포함한 1 개 이상의 영역의 화상이 이미지 센서로부터 취득되고, 그 취득 화상을 해석함으로써 제품의 2 개 이상의 특이점의 실제 위치가 검출되어, 그 검출된 실제의 위치에 따라서, 제품의 실제 위치에 적합하도록 제 2 절단 부공정에서 사용되는 NC 프로그램이 수정된다. 제 1 절단 부공정에서 제품이 잘려 나갔을 때, 그 제품의 위치는 약간 어긋난다. 그러나, 위치가 어긋난 후의 제품의 위치는, 여전히 위치 어긋남이 발생하지 않은 경우의 정규 위치의 근방에 존재한다. 따라서, 상기한 바와 같이, NC 프로그램으로부터 정해지는 각 특이점의 정규 위치의 가까이에 있는 영역의 화상을 취득하고, 그 화상 중에서 각 특이점을 탐색함으로써, 용이하게 각 특이점의 실제 위치를 검출할 수 있다. 또한, 제품 주위에 존재하는 스크랩을 잘못하여 특이점으로서 검출할 가능성도 작다. 이렇게 해서 검출된, 2 개 이상의 특이점의 실제 위치에 기초하여, 제품의 정규 위치로부터의 위치 어긋남 (평행 이동과 회전) 을 확정할 수 있기 때문에, NC 프로그램을 제품의 실제 위치에 적합하도록 간단히 수정할 수 있다. 이것에 의해, 제 1 절단 부공정과 제 2 절단 부공정 사이의 NC 프로그램의 수정에 필요한 처리가 간단해지고, 그 소요 시간을 단축할 수 있기 때문에, 개선 가공을 위한 복수 단계의 절단 부공정을 연속적으로 실시하는 것이 가능하다.

바람직한 실시형태에서는, 제품의 특이점으로서, 제품의 외형의 코너점이 사용된다. 일반적으로, 잘라낸 제품의 외형은 2 이상의 코너점을 갖는 경우가 많고, 또한, 절단에 의해 발생하는 제품의 위치 어긋남 정도에 가까운 거리 범위 내에 상이한 코너점이 존재하는 일은 거의 없다. 또한, 코너점은, 취득 화상 중에서 제품의 외형선을 구성하는 복수의 선분을 그들 선분의 교점을 찾아내는 방법이나, 코너점 근방에서의 제품 형상을 나타낸 화소치 매트릭스와 취득 화상 중의 각종 위치와의 사이의 이미지 패턴의 매치도를 계산하는 패턴 매칭 방법 등과 같은 화상 해석 방법에 의해서, 간단히 취득 화상 중에서 찾아낼 수 있다. 따라서, 제품 외형의 코너점을 특이점으로서 선택함으로써, 용이하게 고정밀도로 특이점을 검출할 수 있다.

바람직한 실시형태에서는, 상기 프로그램 수정 수단은, 상기 특이점의 검출된 실제 위치와 상기 특이점의 정규 위치 사이의 위치 어긋남에 기초하여, 상기 NC 프로그램을 수정한다.

바람직한 실시형태에서는, 상기 특이점 검출 수단은, 상기 취득 화상 중에서 상기 특이점을 검출하는 범위를, 상기 취득 화상 중의 상기 특이점의 정규 위치의 근방 범위로만 한정한다. 이 근방 범위를, 특이점으로부터 필요 최저한의 작은 거리 범위로 제한하여 두면, 제품 외측의 스크랩으로부터 잘못하여 특이점을 검출할 우려는 한층 더 줄어든다.

바람직한 실시형태에서는, 상기 컨트롤러는, 상기 특이점의 검출된 실제 위치와 정규 위치 사이의 위치 관계에 기초하여, 잘라낸 제품의 위치 어긋남량이 과대한지 여부를 판단하는 수단과 ; 상기 위치 어긋남량이 과대하다고 판단된 경우에는, 그 제품에 대한 제 2 절단 공정의 실행을 중지하는 수단을 추가로 갖는다. 어느 제품의 위치 어긋남량이 과대하다고 판단된 경우에 제 2 절단 공정을 실행하면, 그 제품을 손상시킬 우려가 있고, 그 때문에, 제 2 절단 공정을 중지함으로써 그 문제를 회피할 수 있다.

바람직한 실시형태에서는, 절단 공구와 이미지 센서의 촬상 영역이란, 일정한 위치 관계를 유지하고, 공구 이동 기구에 의해 함께 이동하도록 되어 있다. 이것에 의해, 절단 공구에 의해 제품을 잘라낸 후에, 그 제품의 특이점의 정규 위치로 이미지 센서의 촬상 영역을 이동시키는 제어를, NC 프로그램에 의해 정의되는 정규 위치의 좌표와 상기 일정한 위치 관계에 기초하여 용이하게 실시할 수 있다.

바람직한 실시형태에서는, 상기 컨트롤러는, 상기 절단 공구를 사용하여, NC 프로그램에 의해 지정되는 소정 좌표점을 지나는 테스트 절단선을 따라서 스테이지 상에 놓인 테스트재를 절단하는 테스트 절단을 실행하도록 제어를 행하는 수단과 ; 상기 테스트 절단이 실행된 후, 상기 절단 공구의 절단 위치와 상기 이미지 센서의 촬상 영역 사이의 위치 관계를 나타내는 소정의 오프셋 데이터에 기초하여, 상기 촬상 영역을 상기 소정 좌표점을 포함하는 영역까지 이동시키고, 그리고, 상기 이미지 센서로부터 상기 소정 좌표점을 포함하는 영역의 화상을 취득하도록 제어를 행하는 수단과 ; 상기 이미지 센서로부터 취득된 상기 소정 좌표점을 포함하는 영역의 화상을 해석하여, 상기 절단 공구와 상기 촬상 영역 사이의 실제의 위치 관계를 검출하는 수단과, 검출된 상기 실제의 위치 관계에 기초하여, 상기 NC 프로그램 또는 상기 오프셋 데이터를 수정하는 수단을 추가로 갖는다. 이것에 의해, 절단 공구와 이미지 센서의 촬상 영역의 위치 관계에 다소의 편차가 생겨도, 그 편차를 보상할 수 있기 때문에, 가공 정밀도가 한층 더 향상된다.

바람직한 실시형태에서는, 상기 이미지 센서의 상기 촬상 영역을 양측에서 조명하는 2 이상의 램프를 추가로 구비할 수 있다. 이것에 의해, 이미지 센서로부터 취득되는 화상에 있어서의, 제품의 영역과, 제품 외측의 절단 홈의 영역과의 사이의 밝기 차가 계획이 되기 때문에, 그 화상을 해석하여 특이점의 실제 위치를 검출하는 정밀도가 향상된다.

바람직한 실시형태에서는, 상기 모재를 절단할 때에 상기 모재로부터 튀어 오른 금속액적이 상기 이미지 센서에 닿지 않을 정도로, 상기 절단 공구보다 충분히 높은 위치에 상기 이미지 센서가 배치되어 있다.

바람직한 실시형태에서는, 상기 특이점 검출 수단이, 상기 각 특이점의 실제 위치를 검출하기 위한 화상 해석을 실시하는 영역을, 상기 이미지 센서로부터 취득되는 상기 촬상 영역의 화상 중의, 상기 각 특이점의 정규 위치 근방 영역에만 한정한다. 이것에 의해, 화상 해석의 시간이 짧아진다.

바람직한 실시형태에서는, 표시 스크린과, 작업자가 상기 표시 스크린에 표시된 화상 상의 임의의 위치를 상기 각 특이점으로서 지정하기 위한 특이점 포인팅 수단을 추가로 가질 수 있다. 그리고, 상기 특이점 검출 수단은, 상기 이미지 센서로부터 취득된 상기 각 화상을 해석함으로써 검출된 상기 각 특이점의 상기 실제의 위치가, 소정의 오검출 조건을 만족하는지 여부를 체크하는 수단과 ; 상기 체크 결과가 예스 (yes) 인 경우, 상기 이미지 센서로부터 취득된 상기 각 화상을 상기 표시 스크린에 표시하는 수단과 ; 상기 작업자가 상기 특이점 포인팅 수단을 사용하여, 상기 표시 스크린에 표시된 상기 각 화상 상의 임의의 위치를 지시한 경우, 상기 지시된 위치를 상기 각 특이점의 상기 실제의 위치로서 검출하는 수단을 추가로 갖는다. 이것에 의해, 화상 해석에 의해 검출된 각 특이점의 실제 위치가 오류일 가능성이 있는 경우, 작업자가 표시 스크린에 표시된 화상 상에서, 각 특이점의 실제 위치를 지정할 수 있다. 이와 같이, 작업자에 의한 특이점의 수동 검출이 화상 해석에 의한 자동 검출의 오류를 보상하도록 사용되고, 그것에 의해, 특이점 검출의 신뢰성이 향상된다. 특이점의 수동 검출은 표시 스크린에 표시된 화상 상에서 이루어지기 때문에, 작업자에게 있어서 용이하다.

바람직한 실시형태에서는, 화상 해석에 의한 특이점의 실제 위치의 자동 검출의 결과가 오류일 가능성이 있는 경우, 작업자를 경보음이나 램프의 빛 등에 의해서 적극적으로 호출할 수 있도록 되어 있다. 이것에 의해, 작업의 능률이 향상된다.

바람직한 실시형태에서는, 특이점의 수동 검출을 실시할 때에는, 표시 스크린에 표시되어 각 화상을 확대하도록 되어 있다. 이것에 의해, 작업자에게 있어서, 특이점의 실제 위치를 지정하는 것이 한층 더 용이해진다.

본 발명의 별도의 측면에 따르는 자동 절단 장치는, 모재가 놓이기 위한 스테이지와 ; 절단 공구와 ; 촬상 영역을 갖는 상기 스테이지 상의 촬영 영역을 촬영하기 위한 이미지 센서와 ; 상기 스테이지에 대하여, 상기 절단 공구를 이동시키고, 또한 상기 이미지 센서의 상기 촬영 영역을 이동시키기 위한 공구 이동 기구와 ; 상기 이미지 센서로부터 출력되는 상기 촬영 영역의 화상을 표시하기 위한 표시 스크린과 ; 작업자가 상기 표시 스크린에 표시된 화상 상의 임의의 위치를 상기 모재의 기준점으로서 지정하기 위한 기준점 포인팅 수단과 ; 상기 작업자가 상기 이미지 센서의 상기 촬상 영역을 이동시키기 위한 이동 지시와, 상기 촬상 영역의 이동을 정지시키기 위한 정지 지시를 입력하기 위한 이동/정지 지시 입력 수단과 ; 상기 절단 공구, 상기 이미지 센서 및 상기 공구 이동 기구 각각의 동작을 제어하는 컨트롤러를 구비한다. 그리고, 상기 컨트롤러는, 상기 작업자가 상기 이동 지시 입력 수단을 사용하여 상기 이동 지시를 입력한 경우, 상기 입력된 이동 지시에 응답하여, 상기 이미지 센서의 상기 촬상 영역을 이동시키고, 상기 작업자가 상기 이동 지시 입력 수단을 사용하여 상기 정지 지시를 입력한 경우, 상기 입력된 정지 지시에 응답하여, 상기 이미지 센서의 상기 촬상 영역의 이동을 정지하도록 제어를 행하는 촬상 영역 이동 제어 수단과 ; 상기 이미지 센서로부터 상기 촬상 영역의 화상을 취득하여, 상기 표시 스크린에 표시하는 표시 제어 수단과 ; 상기 이미지 센서의 상기 촬상 영역의 이동이 정지되어 있을 때에, 상기 작업자가 상기 기준점 포인팅 수단을 사용하여, 상기 표시 스크린에 표시된 상기 촬상 영역의 화상 상의 임의의 점을 지시한 경우, 상기 지시된 점의 좌표를 상기 모재의 기준점의 좌표로서 검출하는 기준점 검출 수단을 갖는다. 이것에 의해, 작업원은, 이미지 센서의 촬상 영역을 이동시키고, 모재의 기준점에 상당하는 점이 촬상 영역 내에 들어가는 위치에 촬상 영역을 대략 세트하고, 또, 표시 스크린에 표시되는 상기 촬상 영역의 화상을 보면서, 그 표시된 화상 상에서 기준점에 상당하는 점을 지정한다고 하는 간단한 조작을 할 뿐이고, 테이블 상에 놓인 모재의 기준점의 좌표를 컨트롤러에게 가르칠 수 있다.

본 발명의 또 별도의 측면에 따른, NC 프로그램에 따라서 동작하는 1 대의 자동 절단 장치를 사용하여 개선 가공품을 제조하기 위한 방법은, NC 프로그램에 따라서, 상기 자동 절단 장치에 세트된 모재를 절단하여 제품을 잘라내는 단계와 ; 상기 제품의 잘라내기가 끝난 후, 상기 잘라낸 제품의 2 개 이상의 특이점의 상기 NC 프로그램에 의해 정의된 정규 위치를 포함하는 1 개 이상의 영역의 화상을 이미지 센서 사용하여 취득하는 단계와 ; 상기 이미지 센서로부터 취득된 상기 1 개 이상의 영역의 화상을 해석하여, 상기 잘라낸 제품의 상기 2 개 이상의 특이점의 실제 위치를 검출하는 단계와 ; 상기 2 개 이상의 특이점의 상기 검출된 실제 위치에 따라서, 상기 잘라낸 제품의 실제 위치에 적합하도록 상기 NC 프로그램을 수정하는 단계와 ; 상기 수정된 NC 프로그램에 따라서, 상기 자동 절단 장치 상의 상기 제품에 대하여의 외주연부에 대해 추가 절단을 실시하는 단계를 갖는다.

발명의 효과

본 발명에 의하면, 절단 위치를 수치 제어 (NC) 에 의해 자동 제어할 수 있는 1 대의 절단 장치를 사용하여, 개선 가공을 위한 2 이상의 단계를 갖는 절단 부공정을 연속적으로 실시할 수 있다.

도 1 은 플라즈마 절단 장치에 적용된 본 발명의 제 1 실시형태의 전체적인 구성을 나타내는 사시도이다.

도 2 는 제 1 실시형태에 있어서의 플라즈마 토치를 기울이기 위한 틸터의 사시도이다.

도 3 은 제 1 실시형태에 있어서의 메인 컨트롤러 (32) 의 교정을 나타내는 블록선도이다.

도 4A 내지 도 4D 는 상이한 종류의 개선 가공을 설명하기 위한 절단면의 단면도이다.

도 5 는 복수 단계의 절단 부공정으로 구성되는 개선 가공의 절단 공정의 제어의 흐름을 나타내는 도면이다.

도 6 은 잘라낸 제품 (34) 의 위치를 검출하여 그 위치 어긋남을 파악하는 제어를 설명하기 위한 제품 (34) 의 평면도이다.

도 7A 는, 패턴 매칭 방법에 의해 특이점을 서치하기 위한 패턴예를 나타내 는 도면이고, 도 7B 는, 화상 내의 제품의 도형과 패턴의 매치가 성립하였을 때의 예를 나타내는 도면이다.

도 8 은 가공 제어 데이터의 캘리브레이션을 설명하기 위한 모재 (14) 의 평면도이다.

도 9 는 동(同) 캘리브레이션 제어의 플로우차트이다.

도 10 은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 플라즈마 절단 장치에 있어서의 이미지 센서와 램프의 배치를 나타내는 사시도이다.

도 11A 는, 제 2 실시형태에 있어서 특이점의 자동 검출이 행해지고 있을 때의 콘솔의 예를 나타내는 도면이고, 도 11B 는, 특이점의 수동 검출이 행해지고 있을 때의 콘솔의 예를 나타내는 도면이다.

도 12 는 제 2 실시형태에 있어서 특이점을 검출하는 제어의 흐름을 나타내는 도면이다.

도 13 은 제 2 실시형태에 있어서 모재의 원점 좌표와 자세를 검출하는 제어의 흐름을 나타내는 도면이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다.

도 1 은, 플라즈마 절단 장치에 적용된 본 발명의 제 1 실시형태의 전체적인 구성을 나타낸다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 플라즈마 절단 장치 (10) 는, 바닥 위에 설치된 대략 직육면체형의 테이블 (12) 을 갖고, 이 테이블 (12) 의 상면 위에 모재 (14) (전형적으로는 강판) 가 탑재되게 된다. 모재 (14) 에 대한 절단 위치를 제어하기 위해서, 테이블 (12) 의 평면형상의 장변과 단변 방향에 각각 X 축과 Y 축을 갖고, 또한, 테이블 (12) 의 상면에 직교하는 방향 (높이 방향) 에 Z 축을 갖는 직교 좌표계가 논리적으로 정의된다. 테이블 (12) 의 옆에 X 축에 평행하게 X 궤도 (16) 가 설치되고, X 궤도 (16) 상에 대차 (臺車) (18) 가 탑재되어 있으며, 대차 (18) 는 X 축 방향으로 왕복 이동할 수 있다.

대차 (18) 로부터 테이블 (12) 의 상방으로, Y 축과 평행하게 Y 궤도 들보 (20) 가 연장되어 나와 있고, Y 궤도 들보 (20) 에 캐리지 (22) 가 장착되며, 캐리지 (22) 는 Y 축 방향으로 왕복 이동할 수 있다. 캐리지 (22) 에 엘리베이터 (24) 가 장착되고, 엘리베이터 (24) 에 틸터 (26) 가 장착되며, 엘리베이터 (24) 는 틸터 (26) 를 Z 축 방향으로 왕복 이동시킬 수 있다. 틸터 (26) 에, 절단 공구로서의 플라즈마 토치 (28) 가 장착되어 있다. 틸터 (26) 는, 개선 가공에 필요한 소정의 각도 범위에서 플라즈마 토치 (28) 를 기울이는 (플라즈마 토치 (28) 의 방향을 바꾸는) 것이 가능하다.

틸터 (26) 는, 도 2 에 나타나 있는 바와 같이, 엘리베이터 (24) 에 장착되어 Z 축 방향으로 승강이 가능한 브래킷 (40) 을 갖고, 이 브래킷 (40) 에 Z 축에 평행하게 주회전 샤프트 (42) 가 장착되어 있으며, 주회전 샤프트 (42) 는 Z 축에 평행한 B 축을 중심으로 일정 각도 범위에서 회전 운동이 자유롭다. 또, 주회 전 샤프트 (42) 에, Z 축에 평행하게 하방으로 연장된 2 개의 아암 (44, 44) 이 고정되고, 아암 (44, 44) 의 하단부에 부회전 샤프트 (46) 를 사이에 두고 플라즈마 토치 (28) 가 장착되어 있으며, 플라즈마 토치 (28) 는, 아암 (44, 44) 에 대하여 B 축에 수직인 C 축을 중심으로 일정 각도 범위에서 회전 운동이 자유롭다. 브래킷 (40) 에 장착된 모터 유닛 (48) 으로부터 동력에 의해, 주회전 샤프트 (42) 의 회전과 부회전 샤프트 (46) 의 회전이 독립적으로 실시된다.

다시 도 1 을 참조하여, 엘리베이터 (24) 에는, 추가로, 스테이지 (12) 상의 모재 (14) 의 표면의 2 차원 이미지를 센싱하기 위한 이미지 센서 (30) 가 장착되어 있고, 이미지 센서 (30) 는 틸터 (26) (플라즈마 토치 (28)) 와 함께 Z 축 방향으로 승강이 가능하다. 이미지 센서 (30) 로는, 예를 들어, CCD 등을 사용한 에어리어 촬상 소자를 내장하는 이미지 센서 (정지화 (靜止畵) 카메라 또는 동화 (動畵) 카메라), 또는, 플랫 베이스형 이미지 스캐너 등에서 사용되고 있는 리니어 촬상 소자로 촬영 범위를 주사하도록 구성된 것, 적외선 이미지를 촬영하는 것 등, 여러 가지 구조의 것을 채용할 수 있지만, 이 실시형태에서는, 일례로서 CCD 등을 사용한 디지털 동화 카메라가 사용된다. 또, 이미지 센서 (30) 는, 엘리베이터 (24) 가 아니라 캐리지 (22) 에 장착해도 된다. 어떻든 간에, 이미지 센서 (30) 는 틸터 (26) (플라즈마 토치 (28)) 와 함께 X 축과 Y 축의 방향으로 이동할 수 있고, 이미지 센서 (30) 와 틸터 (26) (플라즈마 토치 (28) 의 기본적인 장착 위치) 의 XY 평면에서의 위치 관계는 일정하다. 이미지 센서 (30) 의 시야는 Z 축과 평행하고 테이블 (12) 로 (하방으로) 향하고 있으며, 이미지 센서 (30) 의 결 상 광학계는 테이블 (12) 상의 모재 (14) 의 주 표면 (상면) 의 이미지를 이미지 센서 (30) 의 수광면에 결상할 수 있도록 조정되고 있고, 따라서, 모재 (14) 의 주 표면의 어떠한 사이즈의 영역 (이하, 촬상 영역이라고 한다) 을 촬영할 수 있다.

상기 서술한 X 궤도 (16), 대차 (18), Y 궤도 들보, 캐리지 (22), 엘리베이터 (24) 및 틸터 (26) 가, 스테이지 (12) 상의 모재 (14) 에 대한 플라즈마 토치 (28) 에 의한 절단 위치 (즉, 모재 (14) 를 절단하는 점의 XY 좌표면 상에서의 위치) 와 절단 각도 (베벨각, 즉, Z 축에 대한 절단면의 각도) 를 변경하기 위한 공구 이동 기구를 구성한다. 공구 이동 기구 (16∼26) 는, 또한, 스테이지 (12) 상의 모재 (14) 에 대한 이미지 센서 (30) 의 촬상 영역의 위치를 바꾸는 역할도 겸한다. 도 1 에는 나타나 있지 않지만, 전력을 플라즈마 토치 (28) 에 공급하기 위한 플라즈마 전원 (35) (도 3 참조) 과, 플라즈마 가스 및 어시스트 가스를 플라즈마 토치 (28) 에 공급하기 위한 가스 시스템 (36) (도 3 참조) 도, 이 플라즈마 절단 장치 (10) 에 형성되어 있다.

테이블 (12) 의 가까이에 메인 컨트롤러 (32) 가 설치되어 있다. 메인 컨트롤러 (32) 는 도 3 에 나타내는 바와 같이 수치 컨트롤러 (320) 를 가지며, 수치 컨트롤러 (320) 는 NC 프로그램 (322) 을 외부 장치로부터 입력하여 기억하고, 그 NC 프로그램 (322) 에 기초하여 모재 (14) 로부터 제품 (34) 을 잘라내기 위한 절단 공정을 실행하고 제어한다. 즉, 수치 컨트롤러 (320) 는, 기억된 NC 프로그램 (322) 에 기초하여, 공구 이동 기구 (16∼26) 의 동작을 제어하여 플라즈마 토치 (28) 의 이동과 각도 (베벨각) 를 제어하면서, 플라즈마 전원 (35) 과 가스 시스템 (36) 의 동작을 제어하여 플라즈마 토치 (28) 의 동작을 제어한다. 여기서, NC 프로그램 (322) 에는, 예를 들어, 모재 (14) 의 형상 및 사이즈 등을 정의한 모재 정의 데이터, 및 각 제품 (34) 의 모재 (14) 상에서의 위치와 형상을 정의한 제품 도형 데이터가 포함되어 있다. 그리고, 각 제품 (34) 에 개선 가공을 실시해야 할 경우에는, 개선 가공을 각 제품 (34) 의 어느 부분에 실시할지, 및, 개선 가공된 절단면이 단면형상에 있어서 어떠한 형상으로 되어야 하는지, 등의 개선 가공의 상세 조건을 지정한 개선 가공 데이터도 NC 프로그램 (322) 에 포함된다. 또, 각 제품 (34) 의 개선 가공이 다음에서 서술하는 복수 단계의 절단 부공정을 포함하는 경우에는, 각 제품 (34) 의 형상에 따라서 미리 선택된 각 제품의 외형선 상의 적어도 2 개의 점 (전형적으로는, 예를 들어, 제품 (34) 외형의 코너에 상당하는 점) (특이점이라고 한다) 의 위치의 XY 좌표값도 NC 프로그램 (322) 에 포함된다.

뒤에서 도 4A 내지 도 4D 를 참조하여 설명하는 바와 같이, 몇몇 종류의 개선 가공은 2 단계 이상의 절단 부공정에 의해 실시된다. 그 경우, 제 1 단계의 절단 부공정에서는, NC 프로그램 (322) 에 기초하여 모재 (14) 로부터 각 제품 (34) 을 잘라낸다. 그 후, 제 2 단계 이후의 절단 부공정에서는, 잘라낸 각 제품 (34) 에, 그 절단면이 단면형상에 있어서 NC 프로그램 (322) 의 개선 가공 데이터에 의해 지정된 형상이 되도록, NC 프로그램 (322) 에 기초하여 추가의 절단이 실시된다. 이와 같이 복수 단계의 절단 부공정이 실시되는 경우, 제 1 단계의 절단 부공정에서 각 제품 (34) 이 모재 (14) 로부터 잘려 나갔을 때, 각 제품 (34) 의 위치가 원래의 위치 (정규의 위치) 로부터 약간 어긋나버리는 경우가 있다. 제 2 단계의 각 절단 부공정에서도, 각 제품 (34) 의 위치 어긋남이 발생하는 일이 있다. 앞서의 절단 부공정에서 어느 제품 (34) 의 위치가 정규 위치로부터 어긋난 경우, 원래의 NC 프로그램 (322) 에 기초해서는, 다음 번 절단 부공정을 실시하는 것이 불가능해진다. 이 문제에 대비하여, 메인 컨트롤러 (32) 는 추가로 2 번째 단계 이후의 각 절단 부공정을 시작하는 직전에 각 제품 (34) 의 상기 서술한 위치 어긋남을 검출하여, 그 위치 어긋남을 보상하도록 NC 프로그램 (322) 을 수정하는 제어를 실시할 수 있게 되어 있다.

이 NC 프로그램 (322) 을 수정하는 제어를 가능하게 하기 위해서, 메인 컨트롤러 (32) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 화상 해석기 (324) 를 갖고, 화상 해석기 (324) 는 수치 컨트롤러 (320) 와 이미지 센서 (30) 에 접속된다. 화상 해석기 (324) 는, 컴퓨터 프로그램이어도 되고, 하드 와이어 로직 회로이어도 되며, 그들의 조합이어도 된다. 화상 해석기 (324) 와 수치 컨트롤러 (320) 는, 다음과 같이 협동함으로써 상기 제어를 실현한다. 즉, 2 번째 단계 이후의 각 절단 부공정을 시작하기 직전에, 수치 컨트롤러 (320) 는 공구 이동 기구 (16∼26) 를 제어함으로써 이미지 센서 (30) 를 이동시키고, 그리고, 이미지 센서 (30) 의 촬상 영역의 중심점이 NC 프로그램 (322) 에 의해서 지정되는 각 제품 (34) 의 적어도 2 개의 특이점의 정규 위치 (상기 위치 어긋남이 없으면 특이점이 실제로 거기에 위치하게 되는 위치) 에 각각 일치하는 2 개의 위치 (즉, 2 개의 특이점의 정규 위치의 바로 위 위치) 에서, 이미지 센서 (30) 를 차례로 정지시킨다. 이미 지 센서 (30) 가 각 특이점의 정규 위치 바로 위에서 정지하면, 화상 해석기 (324) 가 이미지 센서 (30) 를 구동하여, 모재 (14) 의 주 표면 상의 촬상 영역 (즉, 각 특이점의 정규 위치를 중심으로 한 소정 사이즈의 영역) 의 화상을 취득하고, 그리고, 그 취득된 화상을 해석하여 각 특이점의 실제 위치의 XY 좌표를 검출하여 그 XY 좌표를 계산한다. 화상 해석기 (324) 는, 검출된 각 특이점의 실제 위치의 XY 좌표값을 수치 컨트롤러 (320) 에 통지한다. 제품 (34) 마다, 적어도 2 개의 특이점의 실제 위치의 XY 좌표값이 화상 해석기 (324) 에 의해 검출되어, 수치 컨트롤러 (320) 에 통지된다. 그 후, 수치 컨트롤러 (320) 는, 화상 해석기 (324) 로부터 통지된 각 제품 (34) 의 적어도 2 개의 특이점의 실제 위치의 XY 좌표값과, NC 프로그램 (322) 에 의해 지정된 각 제품 (34) 의 상기 특이점의 정규 위치의 XY 좌표값을 비교하여, 각 제품 (34) 의 실제 위치의, 정규 위치로부터의 위치 어긋남량을 나타내는 값의 세트 (평행 이동 성분치와 회전 성분치의 세트) 를 계산한다. 그리고, 수치 컨트롤러 (320) 는, 계산된 위치 어긋남 값의 세트에 따라서, NC 프로그램 (322) (특히, 제품 (34) 별 제품 도형 데이터) 을 각 제품 (34) 의 실제 위치에 적합하도록 수정하고, 그 수정된 NC 프로그램 (323) 에 기초하여 다음 단계의 절단 부공정을 제어한다. 후술하는 이 제어의 상세한 설명으로부터 알 수 있듯이, 이 제어에 의하면, 전술한 종래 기술보다 간단하게 제품 (34) 의 실제 위치를 파악할 수 있다. 그리고, 이 제어는, 테이블 (12) 상에서 스크랩 (제품 (34) 이외의 잔재) 을 제거하지 않고서도 실시할 수 있다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 메인 컨트롤러 (32) 는, 추가로 콘솔 (326) 을 갖는다. 콘솔 (326) 은, 상기 서술한 수치 컨트롤러 (320) 및 화상 해석기 (324) 에 작업자가 각종 지령을 입력하거나, 수치 컨트롤러 (320) 및 화상 해석기 (324) 로부터의 각종 정보 (예를 들어, 이미지 센서 (30) 로부터 수신되는 화상, 상기 서술한 특이점의 정규 위치와 검출된 실제 위치, 및 각종 문자 메시지 등) 를 표시하기 위해서 등에 사용된다.

도 4A 내지 도 4D 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 플라즈마 절단 장치 (10) 에 의해 실행할 수 있는 대표적인 복수 종류의 개선 가공에 의한 제품 (34) 절단면의 단면형상의 예를 나타낸다.

도 4A 에 나타내는 종류의 개선 가공에 의한 제품 (34) 의 절단면은, 그 전부가, 제품 (34) 의 주 표면 (상면) 에 대하여 수직이 아닌 임의의 각도를 이루는 베벨면 (50) 으로 되어 있다. 이와 같이 절단면의 전부가 하나의 베벨면 (50) 이 되는 종류의 개선 가공은, 일반적으로 V 개선 가공이라고 불려진다. 또, 도 4A 와는 상하가 역전되어 있는 경우도, V 개선 가공에 포함된다.

도 4B 에 나타내는 종류의 개선 가공에 의한 제품 (34) 의 절단면은, 그 일부가 베벨면 (50) 이고, 나머지 부분이 주 표면에 수직인 수직면 (52) 으로 되어 있다. 이와 같이 절단면이 베벨면 (50) 과 수직면 (52) 의 2 면으로 구성되는 종류의 개선 가공은, 일반적으로 Y 개선 가공이라고 불린다. 또, 도 4B 와는 상하가 역전되어 있는 경우도, Y 개선 가공에 포함된다.

도 4C 에 나타내는 종류의 개선 가공에 의한 제품 (34) 의 절단면은, 플러스의 베벨각을 갖는 하나의 베벨면 (50A) 과, 마이너스의 베벨각을 갖는 또 다른 하 나의 베벨면 (50B) 으로 구성된다. 이와 같이 베벨각이 상이한 2 개의 베벨면 (50A, 50B) 으로 절단면이 구성되는 종류의 개선 가공은, 일반적으로 X 개선 가공으로 불린다.

도 4D 에 나타내는 종류의 개선 가공에 의한 제품 (34) 의 절단면은, 위와 아래의 베벨면 (50A, 50B) 과, 중앙의 수직면 (52) 을 갖는다. 이와 같이 베벨각이 상이한 3 개의 면 (50A, 50B, 52) 으로 절단면이 구성되는 종류의 개선 가공은, 일반적으로 K 개선 가공으로 불린다.

도 4A 에 나타내는 V 개선 가공은 1 단계의 절단 공정에서 사용할 수 있다. 이에 대하여, 도 4B 및 도 4C 에 나타내는 Y 개선 가공 및 X 개선 가공은 2 단계의 절단 부공정을 필요로 하고, 도 4D 에 나타내는 K 개선 가공은 3 단계의 절단 부공정을 필요로 한다. 이들 Y, X 및 K 개선 가공은, 본 발명의 원리에 따라서 제어된다. 여기서, Y, X 및 K 개선 가공에 있어서, 수직면과 베벨면 중 어느 것을 어느 단계에서 형성할지는, 자유롭게 선택할 수 있다. 예를 들어, 도 4B 에 나타낸 Y 개선 가공의 경우, 전형적으로는 제 1 단계에서 수직면 (52) 을 형성하고, 제 2 단계에서 베벨면 (50) 을 형성하지만, 반대로, 제 1 단계에서 베벨면 (50) 을 형성하고, 제 2 단계에서 수직면 (52) 을 형성해도 된다.

도 5 는, 복수 단계의 절단 부공정으로 구성되는 개선 가공의 절단 공정을 메인 컨트롤러 (32) (수치 컨트롤러 (320) 와 화상 해석기 (324)) 가 제어하는 경우의 그 제어의 흐름을 나타낸다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 단계 60 에서 메인 컨트롤러 (32) 내의 수치 컨트롤러 (320) 는, 입력된 NC 프로그램 (322) 에 기초하여 제 1 단계의 절단 부공정을 실행하고 제어한다. 제 1 단계의 절단 부공정에서는, 미리 결정되어 있는 모재 (14) 의 스테이지 (12) 상에서의 위치 및 자세와, NC 프로그램 (322) 에 기술된 각 제품 (34) 의 형상 도형 데이터에 기초하여, 플라즈마 토치 (28) 가 제 1 베벨 각도를 유지하면서 각 제품 (34) 의 형상 도형을 따라서 이동하면서, 플라즈마 토치 (28) 가 플라즈마 아크를 분사하고, 그것에 의해, 각 제품 (34) 의 전체 둘레에 걸쳐 제 1 베벨각도 (예를 들어, 모재 (14) 의 주 표면에 대하여 수직인 각도, 또는 소정의 기울어진 각도) 로 모재 (14) 가 절단됨으로써, 모재 (14) 로부터 각 제품 (34) 을 잘라낸다. 잘라낸 각 제품 (34) 은 모재 (14) 로부터 완전히 떨어져 나가기 때문에, 각 제품 (34) 의 위치가 정규 위치로부터 약간 어긋나버리는 경우가 있다. NC 프로그램 (322) 에 의해 지정된 모든 제품 (34) 이 잘려 나가면, 제 1 단계의 절단 부공정이 완료된다.

제 1 단계의 절단 부공정이 완료된 후, 메인 컨트롤러 (32) 는, 단계 62∼66 의 제어, 즉, 잘라낸 각 제품 (34) 의 실제 위치를 검출하여, 각 제품 (34) 의 위치 어긋남을 파악하는 제어를 실시한다. 도 6 은, 이 제어를 구체적으로 설명하기 위한 제품 (34) 의 평면도이다. 이하, 도 5 와 도 6 을 참조하면서, 단계 62∼66 의 제어에 관해서 설명한다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 단계 62 에서, 화상 해석기 (324) 는 이미지 센서 (30) 를 구동하여, 모재 (14) 의 표면에 있어서, 잘라낸 각 제품 (34) 의 적어도 2 개의 특이점의 정규 위치를 각각 중심으로 한 소정 사이즈의 2 개의 영역을 촬영시키고, 그 촬영된 2 개 영역의 화상을 이미지 센서 (30) 로부터 취득하여, 그 2 개 영역의 화상 (컬러 화상 또는 그레이 스케일 화상) 을 바이너리 화상 (모노크롬 화상) 으로 변환한다. 여기서, 각 제품 (34) 의 특이점은 그 위치에 기초하여 각 제품 (34) 의 위치를 산출하기 위해서 적합한 각 제품 (34) 상의 어떠한 지점 또는 점이다. 각 제품 (34) 의 위치 어긋남 (평행 이동 성분과 회전 성분) 을 파악할 필요성에서, 각 제품 (34) 에 관해서 적어도 2 개의 특이점이 설정된다. 각 제품 (34) 의 적어도 2 개의 특이점의 정규 위치의 XY 좌표는 NC 프로그램 (322) 에 의해서 미리 지정되어 있다. 또는, 변형예로서, NC 프로그램 (322) 에 포함되는 각 제품 (34) 의 제품 도형 데이터에 기초하여, 수치 컨트롤러 (320) 가 각 제품 (34) 의 적어도 2 개의 특이점의 정규 위치의 XY 좌표를 결정해도 된다. 이 실시형태에서는, 각 제품 (34) 의 외형선 상의 2 개의 코너점이 2 개의 특이점으로서 사용된다. 또한, 각 제품 (34) 의 특이점의 「정규 위치」란, 각 제품 (34) 의 위치 어긋남이 발생하지 않았다면 특이점은 거기에 실제로 존재할 것임에 틀림없는 위치이고, 이들은 NC 프로그램 (322) 내의 각 제품 (34) 의 제품 도형 데이터에 기초하여 정해지는 것이다. 제품 (34) 의 위치 어긋남이 발생함으로써, 특이점의 실제 위치는 각각의 정규 위치로부터 어긋나버린다.

단계 62 에 관해서, 도 6 에 나타난 예를 사용하여 설명한다. 도 6 에 있어서, 참조번호 80 이 부여된 일점 쇄선의 도형은, NC 프로그램 (322) 의 제품 도형 데이터에 의해 정의된, 어떤 제품 (34) 의 형상 도형으로, 그 제품 (34) 의 정규 위치를 나타내고 있으며, 이것을 이하 「정규 제품 도형」이라고 한다. 정규 제품 도형 (80) 의 외형선 상의 2 개의 코너점 (861, 862) 이 정규 제품 도형 (80) 의 특이점으로서 설정된다. 정규 제품 도형 (80) 의 특이점 (861, 862) 은 제품 (34) 의 2 개의 특이점 (코너점) 의 정규 위치에 상당하기 때문에, 이것을 이하, 「특이점 정규 위치」라고 한다. 단계 62 에서는, 수치 컨트롤러 (320) 가, 이미지 센서 (30) 를 X 축과 Y 축을 따라서 이동시켜, 이미지 센서 (30) 의 촬상 영역의 중심이 제 1 특이점 정규 위치 (861) 에 위치하도록 이미지 센서 (30) 의 위치를 세트한다. 그리고, 화상 해석기 (324) 가 이미지 센서 (30) 를 구동하여, 그 촬상 영역 (즉, 제 1 특이점 정규 위치 (861) 를 중심으로 한 소정 사이즈의 영역) (881) 의 화상을 취득한다. 다음으로, 수치 컨트롤러 (320) 가, 이미지 센서 (30) 의 촬상 영역 중심이 제 2 특이점 정규 위치 (862) 에 위치하도록 이미지 센서 (30) 의 위치를 세트하고, 그리고, 화상 해석기 (324) 가 이미지 센서 (30) 를 구동하여 그 촬상 영역 (즉, 제 2 특이점 정규 위치 (862) 를 중심으로 한 소정 사이즈의 영역) (882) 의 화상을 취득한다. 여기서, 특이점 정규 위치 (861, 862) 의 XY 좌표는 NC 프로그램 (322) 에 기초하여 정해지기 때문에, 이미지 센서 (30) 의 촬상 영역의 중심의 위치를 상기한 바와 같이 특이점 정규 위치 (861, 862) 에 각각 세트하는 제어는, NC 프로그램 (322) 에 기초하여 실시된다. 이미지 센서 (30) 가 촬상 영역 (881 및 882) 을 촬영할 때, 제품 (34) 과 함께 스크랩 (82) 도, 제 1 단계의 절단 부공정이 종료되었을 때 그대로의 위치에서 스테이지 (12) 상에 남겨 두어도 된다. 물론, 촬영을 실시하기 전에, 제품 (34) 만을 남기고 스크랩 (82) 를 스테이지 (12) 상에서 제거해도 된다.

많은 경우, 잘라낸 제품 (34) 의 실제 위치는, 도시한 바와 같이 정규 제품 도형 (80) 으로부터는 약간 어긋나 있고, 따라서, 제품 (34) 의 2 개의 특이점의 실제 위치 (841, 842) 는, 대응하는 특이점 정규 위치 (861, 862) 로부터 어긋나 있다. 대부분의 경우, 그 위치 어긋남 거리는 길어야 1㎜ 정도이다. 촬상 영역 (881, 882) 의 사이즈는, 상기 위치 어긋남량보다 충분히 크게 설정되어 있다. 따라서, 각 촬상 영역 (881, 882) 중에 각 특이점의 실제 위치 (841, 842) 는 반드시 포함되게 된다.

다시 도 5 를 참조하여, 상기 서술한 단계 62 에서 촬상 영역 (881, 882) 의 바이너리 화상을 취득한 후, 단계 63 에서, 화상 해석기 (324) 는 촬상 영역 (881, 882) 의 바이너리 화상을 해석하여 2 개의 특이점의 실제 위치 (841, 842) 를 찾아내고, 그들 실제 위치 (841, 842) 의 XY 좌표를 산출한다. 특이점의 실제 위치 (841, 842) 를 서치하는 범위는, 촬상 영역 (881, 882) 의 전체 범위이어도 되지만, 그렇지 않고, 도 6 에 예시한 것처럼, 각각의 특이점 정규 위치 (861, 862) 로부터 소정 거리 R 이내의 근방 범위 (901, 902) 안으로만 한정해도 된다. 여기서, 소정 거리 R 에는, 가능성이 있는 위치 어긋남 거리의 최대치 (예를 들어, 절단 홈, 즉 잘라낸 제품 (34) 과 스크랩 (82) 사이의 빈틈, 의 최대폭) 정도의 값이 채용되어 얻는다. 이와 같이 특이점의 실제 위치 (841, 842) 를 서치하는 범위를 특이점 정규 위치 (861, 862) 의 근방 범위 (901, 902) 안으로만 한정함으로써, 제품 (34) 의 주위에 존재하는 스크랩 (82) 이 서치 범위로부터 제외되는 경우가 많아지기 때문에, 스크랩 (82) 의 어느 지점을 특이점으로서 오검출할 가능성이 줄 어든다. 또, 그 서치에 의해서, 같은 특이점에 해당할 가능성이 같은 정도로 높은 복수의 후보점이 발견된 경우에는, 발견된 복수의 후보점 중에서, 대응하는 특이점 정규 위치에 가장 가까운 위치에 있는 하나의 점을 특이점의 실제 위치로서 선택할 수 있다. 변형예로서, 상기한 바와 같이 2 개의 특이점 정규 위치 (861, 862) 를 각각 포함하는 2 개의 영역 (881, 882) 의 화상을 순차적으로 취득하여 각각의 화상을 해석하는 것이 아니라, 2 개의 특이점 정규 위치 (861, 862) 의 쌍방을 포함하는 하나의 넓은 영역의 화상을 1 도로 취득하고, 그리고, 그 하나의 넓은 영역의 화상을 해석하여 2 개의 특이점의 실제 위치 (841, 842) 를 찾아내도록 해도 된다.

특이점의 실제 위치를 찾아내기 위한 화상의 해석 방법으로는, 여러 가지 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 촬상 영역 (881, 882) 의 각 화상 내에서 제품 (34) 의 외형선을 구성하는 복수의 선분을 검출하고, 그리고, 그들 선분이 교차하여 형성되는 코너점으로서 각 특이점 정규 위치 (861, 862) 에 가장 가까운 것을 찾아내어, 찾아낸 코너점을 특이점의 실제 위치로 간주하는 방법을 채용할 수 있다. 또는, 예를 들어, 도 7A 와 도 7B 에 나타내는 패턴 매칭 방법을 사용할 수도 있다. 이 방법은, 영역 (881, 882) 의 각 화상 중에서, 제품 도형에 의해 정해지는 각 특이점의 근방의 제품 형상 패턴에 가장 잘 매치하는 도형 패턴을 찾아내는 방법이다.

도 7A 에는, 이 패턴 매칭 방법에서 사용되는 화소치 매트릭스 (100) 가 나타나 있다. 이 화소치 매트릭스 (100) 는, M 화소 × N 화소의 사이즈를 갖는 다 (도 7A 중, 1 칸이 1 화소에 상당하고, 따라서, 도시된 예에서는, 화소치 매트릭스 (100) 의 사이즈는 8 화소 × 8 화소이다). 화소치 매트릭스 (100) 내의 각 화소치는 「1」 또는 「0」의 바이너리 값이다. 화소치 매트릭스 (100) 는 제품 영역 (102) 과 배경 영역 (104) 으로 구성되며, 제품 영역 (102) 의 모든 화소치는 예를 들어 「1」이고, 배경 영역 (104) 의 모든 화소치는 예를 들어 「0」이다. 제품 영역 (102) 의 형상은, NC 프로그램의 제품 도형 데이터에 의해 정의된 어떠한 제품 (34) 의 제품 도형의 특이점 정규 위치 (861) 의 근방 부분 형상에 상당하며, 배경 영역 (104) 의 형상은, 그 제품 도형 외의 영역 (전형적으로는, 절단 부분의 영역) 의 형상에 상당한다. 그리고, 제품 영역 (102) 의 특이점 정규 위치 (861) 에 대응하는 1 개의 코너점 (106) 이, 화소치 매트릭스 (100) 의 중심점에 배치된다.

화상 해석부 (324) 는, 수치 컨트롤러 (320) 로부터 NC 프로그램의 제품 도형 데이터를 수신하고, 그 제품 도형 데이터에 기초하여 각 제품 (34) 의 어떠한 특이점 정규 위치, 예를 들어 제 1 특이점 정규 위치 (861) 에 대응한 상기 구성의 화소치 매트릭스 (100) 를 작성한다. 그 후, 화상 해석기 (324) 는, 제 1 특이점 정규 위치 (861) 의 촬영 영역 (881) 의 바이너리 화상 중 하나의 부분에, 화소치 매트릭스 (100) 를 오버레이한다. 그 때, 먼저, 그 바이너리 화상의 중심점 (즉, 제 1 특이점 정규 위치 (861)) 과 화소치 매트릭스 (100) 의 중심점 (즉, 도 7A 에 나타낸 제품 영역 (102) 의 코너점 (106)) 이 위치적으로 일치하도록 하여, 화소치 매트릭스 (100) 를 오버레이한다. 그리고, 화상 해석기 (324) 는, 화소 치 매트릭스 (100) 내의 각 화소의 화소치와, 그것이 오버레이된 바이너리 화상 중의 각 화소의 화소치를 비교하여, 양 화소치가 일치하는지 여부를 조사하고, 화소치의 일치가 얻어진 화소의 개수를 집계한다. 이 집계치가, 화소치 매트릭스 (100) 와, 그것이 오버레이된 바이너리 화상의 부분 사이의 이미지 패턴의 매치도를 나타내게 된다. 그 후, 화상 해석부 (324) 는, 화소치 매트릭스 (100) 의 중심점의 바이너리 화상 상에서의 위치를 1 화소씩 X 방향 또는 Y 방향으로 축차 이동시키고, 각 이동처의 위치에서 상기 서술한 화소치의 비교를 실시하여, 화소치가 일치한 화소수를 집계하고 매치도를 구한다. 상기 서술한 서치 범위의 모든 화소 위치에 걸쳐서 화소치 매트릭스 (100) 의 중심점의 이동을 반복하고, 각 이동처의 위치에서 화소치가 일치한 화소수 즉 매치도를 계산한다.

이상의 결과, 각 화소치 매트릭스 (100) 의 중심점이 놓여진 바이너리 화상 중의 각종 위치 중에서, 화소치가 일치한 화소수 즉 매치도가 가장 커진 위치가 제 1 특이점의 실제 위치 (841) 에 해당할 가능성이 가장 높은 위치인 것으로 판단되고, 그리고, 그 위치의 XY 좌표가 제 1 특이점의 실제 위치 (841) 로서 검출된다. 예를 들어, 도 7B 에 예시한 바와 같이, 바이너리 화상 (110) 중의 일점 쇄선으로 나타내는 영역 (112) 에 도 7A 에 나타낸 화소치 매트릭스 (100) 가 오버레이되었을 때, 매치도가 최대가 된다. 따라서, 이 때의 화소치 매트릭스 (100) 의 중심점 (즉, 도 7A 에 나타내는 제품 영역 (102) 의 코너점 (106)) 에 대응하는 바이너리 화상 (110) 중의 위치 (841) 가, 제 1 특이점의 실제 위치로서 검출된다. 이와 동일한 패턴 매칭이 각 제품 (34) 의 제 2 특이점에 대해서도 실시되어, 도 6 에 나타낸 제 2 특이점의 실제 위치 (842) 도 검출된다.

또, 매치도를 계산하는 방법으로서, 화소치가 일치한 화소수를 단순히 카운트하는 방법 대신에, 화소치 매트릭스 (100) 의 중심점 (즉, 특이점 (841) 에 대응하는 코너점 (106)) 에 가까운 화소에 대하여 큰 웨이팅 계수를 부여하고, 중심점에서 먼 화소에 대하여 작은 웨이팅 계수를 부여하여, 화소치가 일치한 화소의 웨이팅 계수를 적산하여 매치도로 하는 방법을 채용할 수도 있다. 이 방법에 의해서, 스크랩 (82) 상에 특이점을 오검출할 우려가 더욱 줄어든다.

다시 도 5 를 참조하여, 단계 63 에서, 상기한 바와 같은 화상 해석에 의해 각 제품 (34) 의 2 개의 특이점의 실제 위치 (841, 842) 의 XY 좌표가 검출되는데, 이들 검출된 XY 좌표는, 각각의 촬상 영역의 화상 내의 좌표계에 따른 XY 좌표 (이하, 화상 좌표라고 한다) 이다. 다음으로, 화상 해석기 (324) 는, 화상 해석에서 얻어진 2 개의 특이점의 실제 위치 (841, 842) 의 화상 좌표를, 각각 수치 컨트롤러 (320) 에 의해 사용되는 플라즈마 토치 (28) 의 위치 제어를 위한 기계 좌표계에 따른 XY 좌표 (이하, 기계 좌표라고 한다) 로 변환한다. 그리고, 화상 해석기 (324) 는 2 개의 특이점의 실제 위치 (841, 842) 의 기계 좌표를 수치 컨트롤러 (320) 에 통지한다.

그 후, 도 5 에 나타내는 단계 64 에서, 수치 컨트롤러 (320) 가, 화상 해석기 (324) 로부터 통지된 각 제품 (34) 의 2 개의 특이점의 실제 위치 (841, 842) 의 기계 좌표에 기초하여, 각 제품 (34) 의 위치 어긋남량을 나타내는 값의 세트 (평행 이동 거리치와 회전 각도치의 세트) 를 계산한다. 그리고, 수치 컨트롤 러 (320) 는, 각 제품 (34) 의 위치 어긋남량 값의 세트에 기초하여, 그 위치 어긋남량이 소정의 허용 범위 내인지 여부를 판단한다. 그 결과, 각 제품 (34) 의 위치 어긋남량이 허용 범위 내이면, 제어는 단계 66 으로 진행되지만, 위치 어긋남량이 허용 범위를 초과한 경우에는, 제어는 단계 65 로 진행된다. 단계 65 에서는, 수치 컨트롤러 (320) 는, 그 제품 (34) 의 위치 어긋남량이 허용 범위를 초과하고 있음을 나타내는 알람 신호를 예를 들어 콘솔 (326) 에 출력하고, 그리고, 그 제품 (34) 을 다음 단계 이후의 절단 부공정에 의한 자동 가공의 대상으로부터 제외시킨다.

한편, 단계 64 의 결과, 각 제품 (34) 의 위치 어긋남량이 허용 범위 내이면, 제어는 단계 66 으로 진행되고, 여기서, 수치 컨트롤러 (320) 는, 각 제품 (34) 의 위치 어긋남량에 적합하도록 NC 프로그램 (322) (특히, 각 제품 (34) 의 위치와 형상을 정의한 제품 도형 데이터) 을 수정한다. 다시 도 6 을 참조하여, 이 제어에서는, 원래의 NC 프로그램 (322) 에 기초하여 얻어지는 각 제품 (34) 의 특이점 정규 위치 (861, 862) 의 기계 좌표 (X10, Y10), (X20, Y20) 가 검출된 특이점의 실제 위치 (841, 842) 의 기계 좌표 (X11, Y11), (X21, Y21) 로 시프트하도록, 원래의 NC 프로그램 (322) 에 대하여 평행 이동과 회전의 변환이 실시된다. 즉, 각 제품 (34) 의 특이점 정규 위치 (861, 862) 의 기계 좌표 (X10, Y10), (X20, Y20) 를, 각 제품 (34) 의 검출된 특이점의 실제 위치 (841, 842) 의 기계 좌표 (X11, Y11) , (X21, Y21) 로 이동시키기 위한 평행 이동 거리와 회전각이 계산되고, 그 평행 이동 거리 분(分)의 좌표 평행 이동 수정과 회전각 분(分)의 좌표 회전 수정이 원래의 NC 프로그램 (322) 의 각 제품 (34) 의 제품 도형 데이터에 적용되어, 수정된 NC 프로그램 (323) 이 얻어진다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 수정된 NC 프로그램 (323) 은 수치 컨트롤러 (320) 에 의해서 기억된다.

다시 도 5 를 참조하여, 수치 컨트롤러 (320) 는, 단계 68 에서 수정된 NC 프로그램 (323) 을 사용하여, 개선 가공을 필요로 하는 각 제품 (34) 에 대해 제 2 단계의 절단 부공정, 즉 각 제품 (34) 의 외주연부에 제 2 베벨각도 (예를 들어, 제품 (34) 의 주 표면에 대하여 기울어진 각도, 또는 수직 각도) 로 추가의 절단을 실시하고, 그 절단면의 단면형상을 수정된 NC 프로그램 (323) 에 의해 지정된 개선형상 (開先形狀) (예를 들어, 도 4B 에 예시한 Y 개선, 또는, 도 4C 에 예시한 X 개선 등의 단면형상) 으로 한다. 수정된 NC 프로그램 (323) 에서는, 각 제품 (34) 의 제품 도형 데이터는 각 제품 (34) 의 실제의 위치를 나타내고 있기 때문에, 제 2 단계의 절단 부공정의 절단 궤적은 각 제품 (34) 의 실제 위치에 따른 적정한 위치로 제어되고, 따라서 고정밀도의 가공이 실시될 수 있다.

그 후, 수치 컨트롤러 (320) 는, 단계 70 에서, 각 제품 (34) 에 관해서 실행해야 할 모든 절단 부공정이 완료되었는지 여부를 판단하고, 그 결과, 다음 단계의 절단 부공정을 필요로 하는 개선 가공이 남아 있는 경우에는, 그 개선 가공에 관해서 상기 서술한 단계 62∼68 의 제어를 반복하여, 그 다음 단계의 절단 부공정을 실행한다.

그 후, 메인 컨트롤러 (32) 는, 단계 72 의 제어에 의해, 상기 서술한 단계 60∼70 의 제어를 NC 프로그램 (322) 에 의해 정의된 모든 제품 (34) 에 관해서 반 복한다.

이상 설명한 제어에 의해, 1 대의 플라즈마 절단 장치 (10) 상에서 모재 (14) 로부터 제품 (34) 을 잘라내고, 그 후에, 잘라낸 제품의 절단면에 추가의 절단 가공을 실시하는, 개선 가공을 위한 복수 단계의 절단 부공정을 자동적으로 연속해서 효율적으로 실행할 수 있다. 또, 위에서 설명한 제어는, 최초의 절단 부공정에서 제품을 「잘라낼」 때, 제품의 외주를 전체 둘레에 걸쳐서 완전히 절단하여 제품을 모재 (스크랩) 로부터 완전히 분리시키는 경우뿐만 아니라, 제품 외주의 일부만을 남기고, 그 일부가 마이크로 조인트와 같이 제품과 모재 (스크랩) 를 연결하고 있는 경우에도 적용할 수 있고, 그것에 의해 2 회째 이후의 절단 부공정의 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다.

그런데, 상기 서술한 제어에 있어서는, 플라즈마 토치 (28) (플라즈마 토치 (28) 에 의한 절단 위치) 와 이미지 센서 (30) 사이의 위치 관계가 수치 컨트롤러 (320) 및 화상 해석기 (322) 에 의해 정확히 파악되어 있어야 한다. 그러나, 플라즈마 토치 (28) 의 위치 제어축은, X, Y, Z 축뿐만 아니라 틸트를 위한 B 축과 C 축이 있기 때문에, 플라즈마 토치 (28) 가 다른 물건에 접촉하거나 하였을 때, 어느 하나의 축의 원점이 올바른 위치로부터 약간 어긋나버릴 가능성이 있다. 또는, 어떠한 원인에 의해 이미지 센서 (30) 의 위치가 어긋나버리는 경우가 있을지로 모른다. 그래서, 이 실시형태에서는, 메인 컨트롤러 (32) 는, 플라즈마 토치 (28) (플라즈마 토치 (28) 에 의한 절단 위치) 와 이미지 센서 (30) 사이의 위치 관계를 검출하고, 검출된 위치 관계에 따라서 NC 프로그램 (322) 또는 그 밖 의 가공 제어 데이터를 캘리브레이션하는 기능을 추가로 구비한다. 이 캘리브레이션은, 플라즈마 토치 (28) 가 다른 물건에 접촉하거나 하였을 때, 개선 가공의 개시 전, 플라즈마 절단 장치의 전원 투입시, 지진이 발생한 후 등, 임의의 시기에 사용할 수 있다.

도 8 은, 이 캘리브레이션의 동작을 설명하는 도면이다. 도 9 는, 이 캘리브레이션의 제어의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.

도 9 에 나타내는 바와 같이, 이 캘리브레이션의 제어에서는, 단계 130 에서 수치 컨트롤러 (320) 는, 틸터 (26) 의 B 축과 C 축의 위치를 BC 좌표의 원점에 세트하고, 그리고 플라즈마 토치 (28) 를 구동하여, NC 프로그램 (322) 에 의해 지정되는 테스트 절단선을 따라서 스테이지 상에 놓인 어떤 테스트재 (이것은, 제품 (34) 을 잘라내기 위한 모재 (14) 이어도 되고, 별도의 판재이어도 된다) (121) 를 절단하는 테스트 절단을 실시한다. 여기서, 테스트 절단선은, 도 8 에 예시한 L 자형의 꺾인 선 (120) 이어도 되고, 또는, 그 밖의 형상의 선이어도 (예를 들어, 단순한 둥근 구멍이 뚫릴 뿐이어도) 상관없지만, 어떻든 간에, 테스트 절단선은 소정의 XY 좌표의 위치 (예를 들어, XY 좌표의 원점) 를 통과하고 있어, 테스트 절단선 상의 어디가 상기 소정 좌표 위치에 해당하는지가, 이미지 센서 (30) 에 의해 촬영되는 화상으로부터 파악 가능한 형상을 갖고 있다. 도 8 에 나타낸 예에서는, L 자형의 테스트 절단선 (120) 의 코너점 (122) 이 상기 소정 좌표 위치에 해당한다. 따라서, 이 L 자형의 테스트 절단선 (120) 의 상기 소정 좌표 위치에 해당하는 지점 즉 코너점 (122) 은, 상기 서술한 특이점을 서치하는 방법과 동일한 방법으로 찾아낼 수 있다.

다시 도 9 를 참조하여, 단계 130 의 테스트 절단이 끝나면, 단계 132 에서 수치 컨트롤러 (320) 는, 미리 수치 컨트롤러 (320) 에 설정되어 있는 오프셋 거리 (X 방향의 거리와 Y 방향의 거리) 만큼 상기 소정 좌표 위치로부터 어긋난 위치에 BC 좌표의 원점에 세트되어 있는 플라즈마 토치 (28) 의 절단 위치에 상당하는 위치가 오도록, 공구 이동 기구 (16∼26) 를 이동시키고, 그것에 의해, 플라즈마 토치 (28) 와 이미지 센서 (30) 가 함께 이동한다. 여기서, 상기 오프셋 거리란, 이미지 센서 (30) 의 촬상 영역의 중심과, BC 좌표의 원점에 세트되어 있는 플라즈마 토치 (28) 의 절단 위치 사이의 거리를 나타낸 데이터이다. 상기 이동이 끝난 후, 단계 134 에서 화상 해석기 (324) 가 이미지 센서 (30) 를 구동하여, 그 촬상 영역의 화상을 이미지 센서 (30) 로부터 취득한다. 이 때, 만약에 토치 이동 기구 (16∼26) 의 X, Y, Z, B, C 축 모든 원점이 정확하다면, 출력된 화상 (124) 내에서, 테스트 절단선 (120) 의 코너점 (상기 소정 좌표 위치에 상당하는 지점) (122) 이 그 화상의 중심 (이미지 센서 (30) 의 촬상 영역의 중심) (126) 에 위치할 것이다. 한편, 그렇지 않다면, 실제의 오프셋 거리는 수치 컨트롤러 (320) 에 기억되어 있는 오프셋 거리와는 상이하기 때문에, 도 8 에 예시한 것처럼, 촬영된 화상 (124) 내에서, 테스트 절단선 (120) 의 코너점 (상기 소정 좌표 위치에 상당하는 지점) (122) 은 화상 (124) 의 중심 (126) 으로부터 벗어나게 된다.

그 후, 화상 해석기 (324) 는, 도 9 의 단계 136 에서 화상 (124) 을 해석하 여, 화상 (124) 의 중심 (이미지 센서 (30) 의 촬상 영역의 중심) (126) 과 테스트 절단선 (120) 의 코너점 (상기 소정 좌표의 상당하는 지점) (122) 사이의 기계 좌표계에서의 위치 어긋남량 (즉, 실제의 오프셋 거리와, 수치 컨트롤러 (320) 에 기억되어 있는 오프셋 거리의 차이로서, X 방향의 위치 어긋남량과 Y 방향의 위치 어긋남량으로 이루어진다) 을 계산하고, 그 위치 어긋남량을 NC 컨트롤러 (320) 에 통지한다. 그리고, 단계 138 에서 NC 컨트롤러 (320) 가, 그 위치 어긋남량의 분량만큼, NC 프로그램 (322) (특히, 각 제품 (34) 의 제품 도형 데이터의 XY 좌표값) 및 상기 서술한 오프셋 거리 중 어느 일방을 수정한다. 이후에는, NC 프로그램 (322) 에 의해 지정되는 어느 XY 좌표에 대응하는 위치를 플라즈마 토치 (28) 로 절단한 후에, 오프셋 거리만큼 카메라 (30) 를 이동시키면, 그 XY 좌표 위치에 대응하는 절단 위치에 이미지 센서 (30) 의 촬상 영역의 중심이 정확하게 위치 매칭되게 된다. 덧붙여서, 이미지 센서 (30) 의 촬상 영역의 중심은 이미지 센서 (30) 의 렌즈계의 수차의 영향을 가장 받기 어렵기 때문에, 촬상 영역의 중심을 절단 위치에 맞춰지도록 캘리브레이션을 실시함으로써, 도 5 의 단계 62∼68 에 나타낸 제어를 고정밀도로 실시하는 것이 가능하게 된다.

다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 플라즈마 절단 장치에 대해 설명한다. 제 2 실시형태는, 상기 서술한 제 1 실시형태의 구성에 4 가지 개량을 부가한 것으로, 그 중 3 개의 개량은 특이점의 검출 성능을 높이기 위한 것이고, 다른 1 개의 개량은, 테이블 (12) 상에서의 모재 (14) 의 위치와 자세를 검출하는 성능을 개선시키기 위한 것이다. 특이점의 검출 성능을 높이기 위한 첫번째 개 량은, 이미지 센서 (30) 의 배치와 그 촬상 영역의 조명에 관한 것이고, 두 번째 개량은, 특이점의 자동 검출과 수동 검출의 조합에 관한 것이며, 세번째 개량은, 화상 해석의 대상이 되는 화상 영역을 작게 제한하는 것에 관한 것이다. 이하, 각각의 개량에 대해 설명한다.

도 10 은, 제 2 실시형태에 있어서의 이미지 센서 (30) 의 배치 방법과, 이미지 센서 (30) 의 촬상 영역을 조명하는 방법을 나타내고 있다.

도 10 에 나타나는 바와 같이, 이미지 센서 (30) 는, 플라즈마 토치 (28) 와 함께 X, Y 및 Z 방향으로 이동하도록, 플라즈마 토치 (28) 를 유지하는 엘리베이터 (24) (브래킷 (40)) 에 장착되어 있다. 플라즈마 토치 (28) 에 의해 모재 (14) 가 절단되어 있을 때에 모재 (14) 로부터 튀어 오른 용융 금속의 액적이 이미지 센서 (30) 에 닿지 않도록 이미지 센서 (30) 는 플라즈마 토치 (28) 보다 충분히 높은 위치에 배치되어 있다. 또한, 브래킷 (40) 상에는, 이미지 센서 (30) 의 양측에서 근방의 위치에 2 개의 램프 (202, 204) 가 장착되어 있다. 2 개의 램프 (202, 204) 는, 모재 (14) 의 표면에 있어서 이미지 센서 (30) 의 촬상 영역 (210) 을 촬상 영역 (210) 의 양측에서 조명한다.

이미지 센서 (30) 로부터 얻어지는 촬상 영역 (210) 의 화상에 있어서, 특이점의 검출을 곤란하게 하는 요인으로서, 모재 (14) 표면의 더러움 (예를 들어 스퍼터), 모재 (14) 의 표면 상태 (색, 녹 발생, 흠집) 의 불균일, 및, 이 플라즈마 절단 장치가 설치되어 있는 환경의 조명 상태의 열악함 (밝기의 결여, 그림자의 존재) 등이 있다. 2 개의 램프 (202, 204) 에 의해 촬상 영역 (210) 을 양측에서 조명함으로써, 이들 요인의 영향이 줄어들고, 촬영된 화상에서는, 모재 (14) 나 제품 (34) 의 표면과 절단 홈 사이의 명도의 차이가 보다 명확하게 된다. 그것에 의해, 화상을 해석하여 특이점을 자동적으로 검출하는 정밀도가 향상된다.

이미지 센서 (30) 로부터 출력되는 촬상 영역 (210) 의 화상은 화상 해석기 (324) (도 3 참조) 에 의해 해석된다. 화상 해석기 (324) 는, 촬상 영역 (210) 의 화상의 전역을 해석하는 것은 아니고, 촬상 영역 (210) 의 화상 중에서 그 중심에 가까운 좁은 영역 (216) (이하, 해석 영역) 의 화상만을 추출하여, 그 해석 영역 (216) 의 화상을 해석한다. 이미지 센서 (30) 로부터 출력되는 화상의 화소 피치가 예를 들어 약 0.1㎜ (즉, 해상도가 약 250ppi) 인 경우, 해석 영역 (216) 의 치수는 예를 들어 약 2 인치 × 2 인치이고, 해석 영역 (216) 의 화상의 픽셀 사이즈는 약 200 픽셀 × 200 픽셀이다. 해석 영역 (216) 의 치수와 그 화상의 픽셀 사이즈가 이 정도이면, 화상 해석에 걸리는 시간은 매우 단시간으로 할 수 있다.

화상 해석에 의해 특이점을 자동적으로 검출하는 방법에, 항상 100% 의 신뢰성을 기대하는 것은 불가능하다. 만약에 오검출이 발생하고, 그 오검출 결과에 기초하여 다음 단계의 절단이 행해지면, 잘라낸 제품 (34) 은 사용할 수 없게 되기 때문에, 소비된 비용과 시간과 노동력이 소용없게 된다. 그 때문에, 특이점의 오검출을 확실히 없애는 것이 요망된다. 그래서, 이 제 2 실시형태에서는, 자동 검출에서는 오류가 생길 우려가 있을 때에는, 자동 검출을 고집하지 않고, 즉시 자동 검출에서터 수동 검출 (작업자에 의한 특이점의 지정) 로 검출 모드를 전환하 는 기능이 탑재된다. 변형예로서, 자동 검출 결과가 오검출의 가능성이 있는 경우, 자동 검출의 리트라이를 1 회나 2 회 정도 실시하고, 리트라이에 의해서도 오검출의 가능성이 사라지지 않으면, 수동 검출 모드로 이행하도록 해도 된다.

도 11A 와 도 11B 는, 자동 검출로부터 수동 검출로 특이점의 검출 방법을 전환하는 기능을 설명하기 위한 콘솔 (326) 의 예를 나타낸다.

도 11A 와 도 11B 에 나타내는 바와 같이, 콘솔 (326) 에는, 표시 스크린 (402), 자동/수동 전환 버튼 (404), 이동 버튼 (406), 경보음기 (408) 및 호출 램프 (410) 가 구비되어 있다. 화상 해석기 (324) 는, 화상 해석에 의한 특이점의 자동 검출을 실시하고 있을 (자동 검출 모드일) 때에는, 도 11A 에 예시된 것처럼 표시 스크린 (402) 에 해석 범위 (216) 의 화상을 표시하여, 표시 스크린 (402) 의 중심 (412) 에 NC 프로그램에 의해 지정되는 특이점의 정규 위치를 위치시킨다. 표시 스크린 (402) 에는, 특이점을 지시하기 위한 커서 (414) 도 표시된다. 화상 해석기 (324) 는, 화상 해석에 의해 특이점의 위치를 검출하면, 그 검출이 오류일 가능성이 있는지 여부를 판단한다. 예를 들어, 검출된 특이점의 위치와 정규 위치 사이의 거리가 소정의 역치 (예를 들어, 미리 설정되어 있는 절단 홈의 최대폭 정도의 값) 보다 크면, 그렇게 크게 특이점의 위치가 어긋날 가능성은 거의 없으므로, 그 검출은 오류일 가능성이 있다고 판단된다. 이와 같이 오검출의 가능성이 있다고 판단된 경우, 화상 해석기 (324) 는, 콘솔 (326) 의 경보음기 (408) 및 호출 램프 (410) 를 구동하여 작업자를 호출하고, 작업자로부터 지시가 입력될 때까지 제어를 진행시키지 않고서 대기한다.

그 후, 작업자가 콘솔 (326) 의 자동/수동 전환 버튼 (404) 을 누르면, 화상 해석기 (324) 는, 자동 검출 모드로부터 수동 검출 모드로 전환되고, 도 11B 에 나타낸 바와 같이, 표시 스크린 (402) 에 표시되어 있던 화상을 확대하여, 특이점의 정규 위치의 근방 영역이 보다 상세히 표시되도록 한다. 작업자는, 이동 버튼 (406) 을 조작함으로써 커서 (414) 를 이동시켜, 표시 스크린 (402) 상의 특이점의 위치를 커서 (414) 로 지정할 수 있다. 또는, 표시 스크린 (402) 상에 터치 센서 패널이 구비되어 있으면, 작업자는, 표시 스크린 (402) 상의 특이점의 위치를 손 끝이나 펜 끝 등에 의해 직접적으로 지정할 수도 있다. 또는, 도시하지 않은 마우스에 의해서 커서 (414) 를 이동시키는 것도 가능하다. 어떻든 간에, 작업자에 의해 표시 스크린 (402) 상의 특이점의 위치가 지정되면, 화상 해석기 (324) 는, 자동 검출된 위치가 아니라 작업자에 의해 지정된 위치를 특이점의 위치로서 그 기계 좌표를 계산하여, 수치 컨트롤러 (320) 에 통지한다.

도 12 는, 화상 해석기 (324) 가 실시하는 특이점 검출 처리의 흐름을 나타내고, 이 흐름에는, 상기 서술한 자동 검출 모드에서 수동 검출 모드로의 전환 제어도 포함되어 있다. 이 흐름은, 도 5 에 나타낸 개선 가공의 제어의 흐름 중에서 단계 63 에 상당한다.

도 12 에 나타내는 바와 같이, 단계 502 에서, 화상 해석기 (324) 는, 해석 범위의 바이너리 화상을 해석하여 특이점의 위치를 검출한다. 단계 504 에서, 화상 해석기 (324) 는 검출된 특이점의 위치가 소정의 오검출 조건을 만족하는지 체크한다. 소정의 오검출 조건이란, 예를 들어, 전술한 바와 같이 검출된 특이 점의 위치와 정규 위치 사이의 거리가 소정의 역치 (예를 들어, 미리 설정되어 있는 절단 홈의 최대폭 정도의 값) 보다 크다는 조건이다. 또, 이 조건에 추가하여 다른 조건이 있어도 된다. 이 체크 결과가 노 (no) 이면, 검출된 특이점의 위치는 올바른 것으로 판단되지만 (단계 506), 예스 (yes) 이면, 검출된 특이점의 위치는 잘못되어 있을 가능성이 있다고 판단되어, 제어가 단계 508 로 진행된다.

단계 508 에서, 화상 해석기 (324) 는, 작업자를 호출하여, 작업자로부터 지시가 입력될 때까지 대기한다. 단계 510 에서, 작업자로부터 수동 검출로의 전환 지시가 입력되면, 화상 해석기 (324) 는, 표시 스크린 (402) 에 특이점의 정규 위치 근방의 화상을 확대 표시한다. 그 후, 단계 512 에서, 작업자가 표시 스크린 (402) 상의 1 위치를 지정하면, 화상 해석기 (324) 는 그 지정된 위치를 특이점의 올바른 위치로 한다.

이와 같이, 자동 검출과 수동 검출을 조합하여 사용함으로써, 특이점의 위치를 확실히 찾아낼 수 있다. 수동 검출시에는, 표시 스크린 (402) 에 표시된 화상 상에서 작업자가 특이점의 위치를 지정한다는 방법을 사용함으로써, 특이점의 수동 검출이 용이하다.

그런데, 표시 스크린 (402) 상에 촬영된 화상을 표시하고, 그 화상 상에서 작업자가 원하는 위치를 지정한다는 상기 방법은, 특이점의 검출뿐만 아니라, 가공 공정의 개시 전에 스테이지 (12) 상에서의 모재 (14) 의 위치 (예를 들어 원점의 XY 좌표) 와 자세 (예를 들어 모재 (14) 의 한 변의 X 축 또는 Y 축에 대한 경사 각도) 를 검출하기 위해서도 활용된다.

도 13 은, 이 제 2 실시형태에 있어서의, 이미지 센서 (30) 에 의해 촬영된 화상을 사용하여 모재 (14) 의 위치와 자세를 검출하는 제어의 흐름을 나타낸다.

도 13 에 나타내는 제어가 시작되면, 단계 602 에서, 화상 해석부 (324) 가 이미지 센서 (30) 를 구동하여, 이미지 센서 (30) 의 촬상 범위의 화상을 입력하고, 입력된 화상을 콘솔 (326) 의 표시 스크린 (402) 에 표시한다. 작업자는, 도 11A 또는 도 11B 에 예시된 콘솔 (326) 의 커서/카메라 전환 버튼 (416) 을 조작하여, 이동 버튼 (406) 에 의해 이동할 수 있는 대상물을 커서 (414) 로부터 카메라 즉 이미지 센서 (30) 로 전환한다. 그 후, 단계 604 에서, 작업자가 콘솔 (326) 의 이동 버튼 (406) 을 조작하여 이동 지시를 입력하면, 수치 컨트롤러 (320) 가, 그 이동 지시에 따라서 이미지 센서 (30) 를 X 방향 및 /또는 Y 방향으로 이동시킨다. 화상 해석부 (324) 는, 이 제어가 이루어지고 있는 동안 시종 계속하여, 이미지 센서 (30) 로부터 촬상 범위의 화상을 입력하고 표시 스크린 (402) 에 표시하는 것을 고속 주기로 반복하고, 그것에 의해, 표시 스크린 (402) 상에는 실시간으로 현재의 이미지 센서 (30) 의 위치에 대응한 촬상 범위의 화상 (동화상) 이 표시된다. 작업자는, 표시 스크린 (402) 상의 화상을 보면서 이동 버튼 (406) 을 조작함으로써, 이미지 센서 (30) 를 원하는 위치로 (그 위치가 작업자로부터 멀리 떨어져 있어도) 용이하게 보낼 수 있다. 모재 (14) 의 하나의 기준점 (전형적으로는, 하나의 코너점) 이 표시 스크린 (402) 상에 표시된 시점에서, 작업자는, 이동 버튼 (406) 을 조작하여 정지 지시를 입력한다. 그 정지 지시에 응답하여, 수치 컨트롤러 (320) 는 이미지 센서 (30) 의 이동을 정지한다.

이미지 센서 (30) 의 이동이 정지되어 있을 때에, 단계 606 에서, 작업자는 콘솔 (326) 의 커서/카메라 전환 버튼 (416) 을 조작하여, 이동 버튼 (406) 에 의해 이동할 수 있는 대상물을 이미지 센서 (30) 로부터 커서 (414) 로 전환하고, 그리고, 이동 버튼 (406) 에 의해 커서 (414) 를 조작하여, 표시 스크린 (402) 에 표시되어 있는 모재 (14) 의 기준점 (코너점) 의 위치를 지시한다. 또는, 도시하지 않은 마우스로 커서 (414) 가 조작되어도 될 수도 있으며, 혹은, 표시 스크린 (402) 이 터치 센서 패널을 구비한 경우에는, 표시 스크린 (402) 상의 기준점의 위치가 작업자의 손 끝 또는 펜 끝 등으로 직접적으로 지시되어도 된다. 이와 같이 표시 스크린 (402) 에 표시된 화상 상에서 기준점을 지정하는 방법에 의해서, 기준점이 작업자로부터 멀리 떨어져 있거나, 또는 환경 조명이 어두운 경우에도, 작업자는 용이하게 기준점을 지정할 수 있다. 이렇게 해서 표시 스크린 (402) 에 표시된 모재 (14) 상의 일 위치가 작업자에 의해 지시되면, 화상 해석기 (324) 는, 그 지시된 위치의 화상 좌표를 모재 (14) 의 1 기준점의 화상 좌표로서 결정한다. 그리고, 단계 608 에서 화상 해석기 (324) 는, 그 결정된 1 기준점의 화상 좌표를 기계 좌표로 변환하고, 그 기계 좌표를 수치 컨트롤러 (320) 에 송신한다.

상기 서술한 단계 604 내지 610 의 처리는, 결정될 모든 기준점 (예를 들어, 모재 (14) 의 3 개의 코너점) 에 관해서 반복된다. 그 결과, 수치 컨트롤러 (320) 는, 모재 (14) 의 모든 기준점의 기계 좌표를 취득한다. 그 후, 수치 컨트롤러 (320) 는, 모재 (14) 의 모든 기준점의 기계 좌표에 기초하여 모재 (14) 의 위치 (예를 들어, 모재 (14) 의 원점의 XY 좌표) 와 자세 (예를 들어, 모재 (14) 의 원점을 통과하는 한 변의 X 축 또는 Y 축에 대한 경사 각도) 를 계산한다. 이렇게 해서 결정된 모재 (14) 의 위치와 자세는, 그 후에 실시되는 절단 공정 (도 5 참조) 에 있어서 수치 컨트롤러 (320) 에 의해 사용되고, 그것에 의해서, 수치 컨트롤러 (320) 는 모재 (14) 가 기계 좌표계에 대하여 어떠한 위치 관계로 놓여져 있더라도, NC 프로그램에 따라서 모재 (14) 로부터 각 제품을 잘라낼 때에, 모재 (14) 를 절단하는 위치를 NC 프로그램에 의해 지정되는 위치로 제어한다.

상기한 바와 같이 하여 스크린에 표시되는 화상 내의 점을 작업자가 지정함으로써 모재의 기준점을 수치 컨트롤러에 교시하는 방법은, 개선 가공을 실시하는 기능을 갖는 자동 절단기뿐만 아니라, 개선 가공을 실시하는 기능을 갖지 않은 자동 절단기에도 적용 가능하며, 또한 유용하다. 대형 플라즈마 절단기의 어떤 기종은, 모재의 위치 결정을 테이블 상에서 실시하기 위한 툴 또는 스토퍼를 구비하고 있지 않다. 이러한 기계에서는, 기계 좌표계와 모재의 위치 관계를 수치 컨트롤러에 교시하기 위한 특별한 작업이 필요하다. 종래, 절단 공구와의 위치 관계가 미리 수치 컨트롤러에 의해서 파악되어 있는 레이저 포인터를 작업자가 수동의 죠그 기구에 의해 모재의 코너점까지 천천히 이동시킴으로써, 그 코너점의 좌표를 수치 컨트롤러에 교시하는 방법이 채용되어 있다. 또는, 모재를 촬영하고 있는 CCD 카메라로부터의 화상을 스크린에 표시시키고, 그리고, 표시 화상 중의 모재의 코너점이 스크린의 중심의 마커점 위치에 도달할 때까지 작업자가 수동의 죠그 기구로 CCCD 카메라를 이동시키는 방법도 채용되어 있다. 그러나, 어떠한 종래 방법에서나, 죠그 기구에 의해 천천히 신중하게 레이저 포인터 또는 CCD 카메 라를 이동시킨다는, 작업자에 있어서 수고스럽고 시간이 걸리는 작업이 필요하다. 이에 대하여, 도 13 에 나타낸 방법에 의하면, 모재의 기준점 (예를 들어 코너점) 이 이미지 센서 (예를 들어 CDD 카메라) 의 촬상 영역 내에 단순히 들어가기만 하면 되므로, 이미지 센서를 보다 고속으로 보다 러프하게 이동시킬 수 있어, 작업자가 실시해야 될 조작이 보다 간단하다.

그리고, 상기한 바와 같이 하여 표시 화상 내의 점을 작업자가 지정함으로써 모재의 기준점을 수치 컨트롤러에 교시하는 방법은, 모재의 위치와 자세를 컨트롤러에게 알리는 목적뿐만 아니라, 별도의 목적으로도 이용할 수 있다. 예를 들어, NC 프로그램의 실행에 의해 자동적으로 절단을 실시하는 것이 아니라, 작업자에 의해 지정된 모재 상의 점 또는 선을 따라서 모재를 절단하는 수동 절단을 실시하는 경우에, 그 절단해야 할 각 점 또는 각 선 (각 선을 정의하기 위한 점의 각각) 의 좌표를 작업자가 컨트롤러에게 알리는 목적에도 적용할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 작업원이 죠그 기구를 조작하여 이미지 센서의 촬상 영역을 모재 상에서 이동시키면서, 표시된 촬상 영역의 화상 내의 임의의 1 이상의 점을 지정하면, 컨트롤러가, 지정된 각 점의 좌표를 각 기준점 (절단해야 할 각 점 또는 절단해야 할 각 선을 정의하는 각 점) 의 좌표로서 파악하고, 그리고, 그 파악된 각 기준점의 좌표에 따라서 절단 공구를 이동시켜 절단 동작을 실시할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시형태를 설명하였지만, 이 실시형태는 본 발명의 설명을 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위를 이 실시형태에만 한정하는 취지는 아니다. 본 발명은, 그 요지를 일탈하지 않으면서, 그 밖의 여러 가지 양태로도 실 시할 수 있다.

Claims

모재 (14) 가 놓이기 위한 스테이지 (12) 와,

절단 공구 (28) 와,

촬상 영역을 갖는 이미지 센서 (30) 와,

상기 스테이지 (12) 에 대하여 상기 절단 공구 (28) 를 이동시키며, 상기 절단 공구 (28) 의 각도를 변화시키며, 또한, 상기 이미지 센서 (30) 의 촬영 영역을 이동시키기 위한 공구 이동 기구 (16∼26) 와,

NC 프로그램 (322) 에 따라서, 상기 절단 공구, 상기 이미지 센서 및 상기 공구 이동 기구 각각의 동작을 제어하는 컨트롤러 (32) 를 구비하고,

상기 컨트롤러 (32) 가,

상기 NC 프로그램에 따라서, 상기 스테이지 (12) 상에 놓인 모재 (14) 를 상기 절단 공구에 의해 절단하여 제품 (34) 을 잘라내는 제 1 절단 부공정을 실행하도록 제어를 행하는 제 1 절단 부공정 제어 수단 (60) 과,

상기 제 1 절단 부공정이 실행된 후, 상기 스테이지 상의 잘라낸 제품 (34) 의 2 개 이상의 특이점의 상기 NC 프로그램에 의해 정의되는 정규 위치 (861, 862) 를 포함한 1 개 이상의 영역 (881, 882) 에 상기 이미지 센서 (30) 의 촬상 영역을 설정하고, 그리고, 상기 이미지 센서로부터 상기 1 개 이상의 영역 (881, 882) 의 화상을 취득하도록 제어를 행하는 촬상 제어 수단 (62) 과,

상기 이미지 센서로부터 취득된 상기 1 개 이상의 영역 (881, 882) 의 화상 을 해석하여, 상기 스테이지 상의 잘라낸 제품 (34) 의 상기 2 개 이상의 특이점의 실제 위치 (841, 842) 를 검출하는 특이점 검출 수단 (63) 과,

상기 특이점의 검출된 실제 위치 (841, 842) 에 따라서, 상기 스테이지 상의 잘라낸 제품 (34) 의 실제 위치에 적합하도록 상기 NC 프로그램 (322) 을 수정하는 프로그램 수정 수단 (66) 과,

상기 수정된 NC 프로그램 (323) 에 따라서, 상기 스테이지 상의 잘라낸 제품 (34) 에 대하여 상기 절단 공구에 의해 추가 절단을 실시하는 제 2 절단 부공정을 실행하도록 제어하는 제 2 절단 부공정 제어 수단 (70) 을 갖는 자동 절단 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제품 (34) 의 외형선의 2 개 이상의 코너점이 상기 2 개 이상의 특이점으로서 선택되는 자동 절단 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 특이점 검출 수단 (63) 이, 상기 1 개 이상의 영역 (881, 882) 의 화상 내에서, 잘라낸 제품 (34) 의 외형선을 구성하는 복수의 선분을 검출하고, 상기 검출된 복수의 선분이 교차하여 형성되는 2 개 이상의 코너점을, 상기 2 개 이상의 특이점의 상기 실제 위치 (841, 842) 로서 검출하는 자동 절단 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 특이점 검출 수단 (63) 이, 상기 NC 프로그램에 의해 정의되는 제품 도형의, 상기 2 개 이상의 특이점의 정규 위치 (861, 862) 의 각각의 근방에 있어서의 형상을 나타낸 소정의 화소치 매트릭스를 상기 1 개 이상의 영역 (881, 882) 의 화상 내의 각종 위치에 적용하여, 상기 화상의 각종 위치에 있어서 상기 화소치 매트릭스와의 패턴 매치도를 계산하고, 상기 계산된 패턴 매치도가 최대인 하나의 위치를, 상기 2 개 이상의 특이점의 상기 실제 위치 (841, 842) 의 각각으로서 검출하는 자동 절단 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 프로그램 수정 수단 (66) 은, 상기 특이점의 검출된 실제 위치 (841, 842) 와 상기 특이점의 정규 위치 (861, 862) 사이의 위치 관계에 기초하여, 상기 NC 프로그램을 수정하는 자동 절단 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 특이점 검출 수단 (63) 이, 상기 1 개 이상의 영역 (881, 882) 의 화상 중에서 상기 2 개 이상의 특이점의 실제 위치 (841, 842) 를 검출하는 범위를, 상기 2 개 이상의 특이점의 정규 위치 (861, 862) 의 근방 범위 (901,902) 로만 한정하는 자동 절단 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 컨트롤러 (32) 가,

상기 특이점의 검출된 실제 위치 (841, 842) 와 상기 특이점의 정규 위치 (861, 862) 사이의 위치 관계에 기초하여, 상기 잘라낸 제품 (34) 의 위치 어긋남량이 과대한지 여부를 판단하는 수단 (64) 과,

상기 위치 어긋남량이 과대하다고 판단된 경우에는, 상기 잘라낸 제품 (34) 에 대한 상기 제 2 절단 공정의 실행을 중지하는 수단 (65) 을 추가로 갖는 자동 절단 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 절단 공구 (28) 와 상기 이미지 센서 (30) 의 촬상 영역이 일정한 위치 관계를 유지하고, 상기 공구 이동 기구 (16∼26) 에 의해 함께 이동하도록 되어 있는 자동 절단 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 컨트롤러 (32) 가,

상기 절단 공구 (28) 를 사용하여, 상기 NC 프로그램에 의해 지정되는 소정 좌표점을 지나는 테스트 절단선을 따라서 상기 스테이지 (12) 상에 놓인 테스트재 (121) 를 절단하는 테스트 절단을 실행하도록 제어를 행하는 수단 (130) 과,

상기 테스트 절단이 실행된 후, 상기 절단 공구 (28) 의 절단 위치와 상기 이미지 센서 (30) 의 촬상 영역 사이의 위치 관계를 나타내는 소정의 오프셋 데이 터에 기초하여, 상기 이미지 센서 (30) 의 촬상 영역을 상기 소정 좌표점을 포함하는 영역까지 이동시키고, 그리고, 상기 이미지 센서 (30) 로부터 상기 소정 좌표점을 포함하는 상기 영역의 화상을 취득하도록 제어를 행하는 수단 (132-134) 과,

상기 이미지 센서 (30) 로부터 취득된 상기 소정 좌표점을 포함하는 상기 영역의 화상을 해석하여, 상기 절단 공구 (28) 와 상기 이미지 센서 (30) 의 촬상 영역 사이의 실제의 위치 관계를 검출하는 수단 (136) 과,

검출된 상기 실제의 위치 관계에 기초하여, 상기 NC 프로그램 또는 상기 오프셋 데이터를 수정하는 수단 (138) 을 추가로 갖는 자동 절단 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 이미지 센서 (30) 의 촬상 영역을 양측에서 조명하는 2 이상의 램프 (202, 204) 를 추가로 구비한 자동 절단 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 모재 (14) 를 절단할 때에 상기 모재 (14) 로부터 튀어 오른 금속액적이 상기 이미지 센서 (30) 에 닿지 않을 정도로, 상기 절단 공구 (28) 보다 충분히 높은 위치에 상기 이미지 센서 (30) 가 배치되어 있는 자동 절단 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 특이점 검출 수단 (63) 이 상기 각 특이점의 실제 위치를 검출하기 위 한 화상 해석을 실시하는 영역을, 상기 이미지 센서로부터 취득되는 상기 촬상 영역 (210) 의 화상 중에, 상기 각 특이점의 정규 위치 근방의 부분적 영역 (216) 에만 한정하는 자동 절단 장치.
제 1 항에 있어서,

표시 스크린 (402) 과,

작업자가 상기 표시 스크린 (402) 에 표시된 화상 상의 임의의 위치를 상기 각 특이점으로서 지정하기 위한 특이점 포인팅 수단 (414) 을 추가로 갖고,

상기 특이점 검출 수단 (63) 이,

상기 이미지 센서 (30) 로부터 취득된 상기 각 화상을 해석함으로써 검출된 상기 각 특이점의 상기 실제의 위치가, 소정의 오검출 조건을 만족하는지 여부를 체크하는 수단 (504) 과,

상기 체크 결과가 예스 (yes) 인 경우, 상기 이미지 센서 (30) 로부터 취득된 상기 각 화상을 상기 표시 스크린 (402) 에 표시하는 수단 (510) 과,

상기 작업자가 상기 특이점 포인팅 수단 (414) 을 사용하여 상기 표시 스크린 (402) 에 표시된 상기 각 화상 상의 임의의 위치를 지시한 경우, 상기 지시된 위치를 상기 각 특이점의 상기 실제의 위치로서 검출하는 수단 (512) 을 추가로 갖는 자동 절단 장치.
제 13 항에 있어서,

작업자를 호출하는 수단 (408,410) 을 추가로 구비하고,

상기 체크 결과가 예스인 경우에, 상기 특이점 검출 수단 (63) 이 상기 작업자를 호출하는 수단 (408,410) 을 구동하는 수단 (508) 을 추가로 갖는 자동 절단 장치.
제 13 항에 있어서,

상기 각 화상을 상기 표시 스크린 (402) 에 표시하는 수단 (510) 이, 상기 표시 스크린 (402) 에 표시된 상기 각 화상을 확대하는 수단을 갖는 자동 절단 장치.
모재 (14) 가 놓이기 위한 스테이지 (12) 와,

절단 공구 (28) 와,

촬상 영역을 갖는 상기 스테이지 상의 촬영 영역을 촬영하기 위한 이미지 센서 (30) 와,

상기 스테이지 (12) 에 대하여, 상기 절단 공구 (28) 를 이동시키고, 또한 상기 이미지 센서 (30) 의 상기 촬영 영역을 이동시키기 위한 공구 이동 기구 (16∼26) 와,

상기 이미지 센서 (30) 로부터 출력되는 상기 촬영 영역의 화상을 표시하기 위한 표시 스크린 (402) 과,

작업자가 상기 표시 스크린 (402) 에 표시된 화상 상의 임의의 위치를 상기 모재 (14) 의 기준점으로서 지정하기 위한 기준점 포인팅 수단 (414) 과,

상기 작업자가 상기 이미지 센서 (30) 의 촬상 영역을 이동시키기 위한 이동 지시와, 상기 촬상 영역의 이동을 정지시키기 위한 정지 지시를 입력하기 위한 이동/정지 지시 입력 수단 (406) 과

상기 절단 공구, 상기 이미지 센서 및 상기 공구 이동 기구 각각의 동작을 제어하는 컨트롤러 (32) 를 구비하고,

상기 컨트롤러 (32) 가,

상기 작업자가 상기 이동 지시 입력 수단 (406) 을 사용하여 상기 이동 지시를 입력한 경우, 입력된 이동 지시에 응답하여 상기 이미지 센서 (30) 의 상기 촬상 영역을 이동시키고, 상기 작업자가 상기 이동 지시 입력 수단 (406) 을 사용하여 상기 정지 지시를 입력한 경우, 입력된 정지 지시에 응답하여 상기 이미지 센서 (30) 의 상기 촬상 영역의 이동을 정지하도록 제어를 행하는 촬상 영역 이동 제어 수단 (604) 과,

상기 이미지 센서 (30) 로부터 상기 촬상 영역의 화상을 취득하여, 상기 표시 스크린에 표시하는 표시 제어 수단 (602, 604) 과,

상기 이미지 센서 (30) 의 상기 촬상 영역의 이동이 정지되어 있을 때에, 상기 작업자가 상기 기준점 포인팅 수단을 사용하여, 상기 표시 스크린 (402) 에 표시된 상기 촬상 영역의 화상 상의 임의의 점을 지시한 경우, 상기 지시된 점의 좌표를 상기 모재 (14) 의 기준점의 좌표로서 검출하는 기준점 검출 수단 (608) 을 갖는 자동 절단 장치.
NC 프로그램에 따라서 동작하는 1 대의 자동 절단 장치 (10) 를 사용하여 개선 가공품을 제조하기 위한 방법에 있어서,

NC 프로그램에 따라서, 상기 자동 절단 장치 (10) 에 세트된 모재 (14) 를 절단하여 제품 (34) 을 잘라내는 단계 (60) 와,

상기 제품의 잘라내기가 끝난 후, 잘라낸 제품의 2 개 이상의 특이점의 상기 NC 프로그램에 의해 정의된 정규 위치 (861, 862) 를 포함하는 1 개 이상의 영역 (881, 882) 의 화상을 이미지 센서 (30) 를 사용하여 취득하는 단계 (62) 와,

상기 이미지 센서 (30) 로부터 취득된 상기 1 개 이상의 영역 (881, 882) 의 화상을 해석하여, 상기 잘라낸 제품의 상기 2 개 이상의 특이점의 실제 위치 (841, 842) 를 검출하는 단계 (63) 와,

상기 2 개 이상의 특이점의 검출된 실제 위치 (841, 842) 에 따라서, 상기 잘라낸 제품의 실제 위치에 적합하도록 상기 NC 프로그램을 수정하는 단계 (66) 와,

상기 수정된 NC 프로그램에 따라서, 상기 잘라낸 제품에 대하여 추가의 절단을 실시하는 단계 (72) 를 갖는 개선 가공품의 제조 방법.