JPH0328708A - レーザ加工物の表面粗さ計測方法及び表示方法 - Google Patents

レーザ加工物の表面粗さ計測方法及び表示方法

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JPH0328708A
JPH0328708A JP16431789A JP16431789A JPH0328708A JP H0328708 A JPH0328708 A JP H0328708A JP 16431789 A JP16431789 A JP 16431789A JP 16431789 A JP16431789 A JP 16431789A JP H0328708 A JPH0328708 A JP H0328708A
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JP
Japan
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laser
surface roughness
processed object
data
roughness
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JP16431789A
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Takeji Arai
武二 新井
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザ加工物の表面粗さ31測方法及び表/1
<方法に関し、特にレーザ加工物の加工面のデタを2次
元の計測データとして記憶するレーザ加工物の表面粗さ
計測方法、及びその計測データを使用して、表面の詳細
を斜視図のように描画するレーザ加」二物の表面粗さ表
示方法に関する。 〔従来の技術〕 レーザカIIIでは固有のビームモードと拡がり大きさ
をイ丁するレーザ゛ヒ゛−l・を、レンズ等{こよって
集光し、エネルギー密度の究めて高い熱源として使用し
ている。光であるレーザは光学的な焦点位置、焦点深度
を有し、さらに、レーザ加工に使用されるアシストガス
等の影響により、レーザ加工による加丁’−面は−様で
はなく、レーサビーl1の照射方向に沿って異なった面
粗さを有する。 第7図はレーザ加工物の加工向の例を表す図である。レ
ーザ加干物30の加二I1面31は上方からレーザビー
ムが照射され、かつ、アシストガスが吹きつけられて、
切断されたものである。上層32はレーザ光によって溶
融されて切断されており、面粗さは細かい。中層33は
アシストガスの影響により、ガス切断になり面粗さは中
程度である。 下層34は上方からの熱、溶融した金属の流れ等によっ
て切断されたものであり、而粗さは粗い。 〔発明が解決しようとする課題〕 このように、レーザ加工物の加工面は−様ではなく、従
来の機械による加工物のような1次元での計測あるいは
表示では、レーザ加工物の加王而の面粗さを正確に31
測、あるいは表示することはできない。 本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、レ
ーザ加工物のような面粗さが一様でない加工面の面粗さ
を的確に計測するレーザ加干物の表面粗さ計測方法を提
供することを目的とする。 また、本発明の他の目的はレーサ加工物の面粗さを的確
に描画できるレーサ加工物の表面
【11さ表示方法を提
供することである。 (課題を解決するための手段〕 本発明では1゛,記課題を解決するために、レーザ加工
物の表面粗さ計測方法においーC、定のピッチ毎に触針
を移動させて、前記レザ加工物の表面粗さを測定し、前
記測定値をディジタル値に変換し、前記レーザ加工物の
加[面に対応する平而4:の而粗さデータを2次元マト
リンクスの31測データとしてメモリに記憶することを
特徴とするレーザ加=[物の表面粗さ計測方法が、提供
される。 また、レーザ加工物の表面粗さ表示方法において、一定
のピッチ毎に触針を移動させて、前記レーザ加工物の表
面粗さを測定し、前記測定値をディジタル値に変換し、
前記レーザ加工物の加工面に刻応ずる平面上の面粗さデ
ータを2次元マ} IJックスの計測データとしてメモ
リに記憶し、前記マトリンクスの1行毎に横方向に走査
し、縦方向に面粗さを描画(,、前記レーザ加工物の平
面上の表面粗さを描くことを特徴とするレーザ加T物の
表面粗さ表示方法が、提供される。 〔作用〕 レーザ加工物の加工面の面粗さは一様ではないので、一
定ピッチ毎に一方向に而粗さを測定し、これを加二[面
に対応ずる2次元マトリックスOJ ;l−測データと
して記憶する。この計測データは、ほぼ、加工面の面粗
さに対応しており、加工面の状態を的確に表している。 また、このディジタルデータを一定ビッヂ毎に2次元的
に描画すれば、レーザ加工物の表面を拡大した斜視図が
得られ、レーザ加工物の面粗さを的確に表示することが
できる。 〔実施例〕 以下、本発明の−実施例を図面に基ついて説明する。 第2図は本発明を実施するだめのハードウエアの概略の
構或図である。触針式粗さ計1はベース8にコラl、2
が直立配置されており、:Jラム2には横方向に移動す
るユニット3があり、ユニット3の先端には触針4が設
けられている。ユニット3は内部にバルスモータを内蔵
しており、パーソナルニコンピュータ10からの指令に
よって触針4を横方向(X方向.ビー=l、又はテーブ
ル移動方向)に移動させる。 ベース8にはユニソト7があり、ユニット7は内部にパ
ルスモー夕を内蔵し、指令によって紙面と垂直の方向(
Y方向・ビーl・照射方向又は深さ方向)に調整テーブ
ル6を移動させる。調整テブル6の」二にはレーザ加玉
物5が固定されている。 パーソナルコンピュータ10からの指令はドライブ回路
21に与えられ、ドライブ回路21はユニット3内のパ
ルスモー夕を駆動して、ユニット3を横方向(X方向)
に動かし、触針4をレーザ加工物5の表面を触針しなが
ら移動させる。触針4からの而粗さ信号はアナロク信号
であり、その−rナTフク信号はパーソナルコンピュー
タ10内の追加ボード11によって、ディジタル信号に
変換され、ディジタルな計測データとして、ハードディ
スクに格納される。すなわち、一定距離と、それに対応
ずるZ方向の高さデータとして格納されていく。 横方向(X方向)の測定すべき範囲の測定力(,lわる
と、パーソナルコンピュータ10はドライブ回路21に
指令を出し、ユニット7を紙面と垂直方向(Y方向)に
送る。すなわち、レーザ加工物上を触針4が一定ピッチ
分移動する。続いて、同じようにユニット3を横方向(
X方向)に移動させレーザ加工物4の表面粗さを測定し
、ハードディスクにその計測データを格納し−Cいく。 第6図は計測データの例を示す図である。3I測データ
は図のように、2次元マトリックスの形式で得られる。 これらのマトリックスの行及び列の数値はY方向のステ
ップの距離、X方向のデータの取り込み間隔によって変
化する。しかし、最近のパーソナルコンピュータのハー
ドディスクの容量は大きく、測定間隔あるいは、測定ピ
ッチを細かくしても充分に計測データを格納できる。ま
た、計測データは一区ハードディスクに格納された後に
、フL7ツビイディスク26に出力して、保存していく
こともできる。 格納されたレーザ加工物の計測データは、プロッタイン
タフJ−ス22を経由して、プロッタ23によって、描
画することができる。その詳細は後述する。パーソナル
コンピュータ10に必要ナデータはキーボード24ある
いはマウス25を使用して指定される。また、ハードデ
ィスクに格納された21棋tlテ゛一夕はフ■】ンピイ
テ′イスク26に出力して、保存ずることもできる。 さらに、プリンタ27に計測データをプリントアウトで
きる。1:た、計測データから、中心線平均粗さRa、
最大高さRmax、10点平均粗さRz等の面粗さを3
1算して、プリンタ27にプリントアウトすることもで
きる。 第3図はパーソナルー゛Jンピュータに追加すべき追加
ボードのハードウェアの概略を示す図である。 追加ボード11にはマルチプレクサ12を介して、而粗
さ計測信号ZAとX軸方向の移動信号XAが入力される
。この信号はAD変換器13でディジタル信号に変換さ
れ、εI測データとしてバス16を経由して、プロセッ
ザ15に読みとられ、図示されていないハードディスク
に格納されていく.,ここで、信号ZAはレーザ加工物
の面のl1r1凸を示し、信号XAは測定開始からの距
離を表す。従って、信号XAから予め定めた一定距ff
iliを検出し、表面の凹凸を示す信号ZAを読み取れ
ば、第6図に示すような2次元マトリックスの面粗さの
訓測データが作成できる。 逆にインタフェース14からはトレース期間信号T I
と測定有効期間信号MAが出力される。ε−の信号によ
って、触針粗さ計1は計測信号を出力する。また、触釧
粗さ計1のユニット3を横方17I」(X方向)に移動
させるための信号X I)、ユニント7をY方向に所定
のステップ移動させる信号YDがインタフェース14を
経由して、ドライブ[τ』」路2丁に勾えられる。 第4図はパーソナルコンピュータの人出力信号の例を示
すタイムチャートである。トレース期間9 ■0 信号TIが出力され、触針粗さ計1はこの信号TIがオ
ンの期間中は測定モードになる。次に横方向(X方向)
に計測を行う毎に、測定有効期間信qMAが出され、触
針粗さ計1の測定信号ZAはこの期間中有効であり、プ
ロセンサl5によって、読み取られる。横方向(X方向
)の移動量を示す信号XAはディジタル的に読み取られ
、一定距離毎に信号ZAが計測データとして読み込んで
いくのに使用する。 第1図は本発明の−実施例の処理の流れを示すフローチ
ャートである。 〔S1〕触針粗さ計lはパーソナルコンピュータ10か
らの指令によって、横方向(X方向)に触針4を移動さ
せレーザ加工物の面粗さの計測を行う。 〔S2〕計測データをディジタル信号に変換し、漢方r
:i](x方向)に一定量進むごとに読み取り、バーソ
づ−ノレrjンヒ゜ユーク10のハードテ゛イスク1こ
格納していく。 〔S3〕次に縦方向(Y方向)に一定ステンプ分移動す
る。 〔S4〕縦方向(Y方向)の範囲が計測範囲か調べ、3
1測範囲であればS1に戻り横方向(X方向)に触針4
を移動させ計測を行う。縦方向(Y方向)が計測範囲を
越えていれば、計測は完了であり、次のスデップに進む
。すなわち、ここで第6図に示すような計測データが得
られ、ハートディスクに格納される。 〔S5〕描画要求があれば、S6へいく。 〔S6〕描画要求に応じて、ハードディスクに格納され
た計測データをブロソタ23に描画する。 〔S7〕中心線平均粗さRa等の面粗さデータの要求が
あれば、S8へ進む。 〔S8〕計測データから面粗さデータを訓算ずる。 〔S9〕面粗さデータをプリンタ24にプリントアウト
する。 第5図は面粗さをプロックに描画した例を示す図である
。この例では、厚さ2.3mmの鉄板をレーザ切断し、
横方向(X方向)に2 .  5 m m (7)長さ
分描画したものであり、ピッチの間隔は012 02mmである。ここでは、第6図に示すような計測デ
ータの第1列のデータを横方向(X方向)に描画し、さ
らに次に縦方向(Y方向)に一定ピッチ移動して、次の
第2列のデータを猫画して行けば、第5図の陽画が得ら
れる。この図は実際は2次元表示の集合であるが、3次
元的な斜視図として認識することができ、レーザ加工物
の面粗さが切断面の上層、中層、下層で変化しているこ
とが的確に分かる。すなわち、第5図は加工面を拡大表
示した斜視図と等価でもあり、レーザ加工機の加工条件
等を決定するのに有用である。 また、描画に際して、縦方向(Y方向)に移動して次の
行を痛画するときに、描画の開始点を少しづつずらして
いくと、猫画は立体斜視図のようになって、まり面粗さ
の凹凸が明確になる場合がある。 さらに、プロツタではなく、パーソナルコンピュータ1
0の表示画面17にこの猫画を表示することもできる。 これはハードディスク内の計測デタを画像信号に変換す
ればよく、通常のバーソナルコンピュータのソフトウェ
アで簡単に行うことができる。 」二記の説明では、制御装置としてパーソナルコンピュ
ータを使用したが、ワークステーションあるいはPC(
プログラマブル・コント「7−ラ)等を使用することも
できる。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明では、レーザ加工物の而粗さ
データを計測して、2次元のマトリックスの馴測データ
として、格納するようにしたので、より的確な面粗さデ
ータが得られる。 また、その言1測データから立体的な面の状態を描画す
るようにしたので、レーザ加工物の加工面の状態を的確
に認識でき、加工条件等を決定する上での有力な判断材
料となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の処理の流れを示すフローチ
ャート、 13 14 第2図は本発明を実施するためのハードウエアの概略の
構或図、 第:3図はパーソナルコンピュータに追加すべきボ−ド
のハードウェアの概略を示す図、第4図はパーソナルコ
ンピュータの人出力信号のタイl・チャート・ 第5図は面粗さをプロソタに描画した例を示す図、 第6図は田測データの例を示す図、 第7図はレーザ加工物の加工面の例を表す図である。 触針粗さ計 触針 レーザ加工物 パーソナルコンピュータ 追加ボード ドライブ回路 プロッタインタフェース プ口ンタ 1 5 プリンタ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)レーザ加工物の表面粗さ計測方法において、一定
    のピッチ毎に触針を移動させて、前記レーザ加工物の表
    面粗さを測定し、前記測定値をディジタル値に変換し、 前記レーザ加工物の加工面に対応する平面上の面粗さデ
    ータを2次元マトリックスの計測データとしてメモリに
    記憶することを特徴とするレーザ加工物の表面粗さ計測
    方法。 (2)前記計測データから、表面粗さデータを算出する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のレーザ加
    工物の表面粗さ計測方法。 (3)レーザ加工物の表面粗さ表示方法において、一定
    のピッチ毎に触針を移動させて、前記レーザ加工物の表
    面粗さを測定し、前記測定値をディジタル値に変換し、 前記レーザ加工物の加工面に対応する平面上の面粗さデ
    ータを2次元マトリックスの計測データとしてメモリに
    記憶し、 前記マトリックスの1行毎に横方向に走査し、縦方向に
    面粗さを描画し、 前記レーザ加工物の表面粗さを描くことを特徴とするレ
    ーザ加工物の表面粗さ表示方法。(4)前記マトリック
    スの行に相当する描画を行うときに、描画開始位置を一
    定距離変化させて描画することを特徴とする特許請求の
    範囲第3項記載のレーザ加工物の表面粗さ表示方法。 (5)前記描画はプロッタを使用して描画することを特
    徴とする特許請求の範囲第3項又は第4項記載のレーザ
    加工物の表面粗さ表示方法。 (6)前記描画はパーソナルコンピュータの表示画面に
    描画することを特徴とする特許請求の範囲第3項または
    第4項記載のレーザ加工物の表面粗さ表示方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0571952A (ja) * 1991-09-09 1993-03-23 Mitsutoyo Corp 表面粗さ測定装置
JPH0587561A (ja) * 1991-09-27 1993-04-06 Mitsutoyo Corp 表面粗さ測定装置
CN104834806A (zh) * 2015-03-09 2015-08-12 绍兴文理学院 结构面粗糙度系数尺寸效应取样代表性评价方法
CN104833333A (zh) * 2015-03-09 2015-08-12 绍兴文理学院 结构面粗糙度系数尺寸效应试样表征单元确定方法

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JPH0571952A (ja) * 1991-09-09 1993-03-23 Mitsutoyo Corp 表面粗さ測定装置
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