JPH11129083A - 切断装置 - Google Patents
切断装置Info
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- JPH11129083A JPH11129083A JP9298364A JP29836497A JPH11129083A JP H11129083 A JPH11129083 A JP H11129083A JP 9298364 A JP9298364 A JP 9298364A JP 29836497 A JP29836497 A JP 29836497A JP H11129083 A JPH11129083 A JP H11129083A
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- Japan
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- cutting
- laser
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- processing unit
- cutting device
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来ガス、レーザー、プラズマ切断装置に於
いては、切断不良を回避するために作業員が常時監視し
ていた。しかし特にレーザー切断、プラズマ切断は強い
光を発するため、切断状況を的確に把握するのは困難が
あり、また作業員の疲労を招いて長時間これに従事する
ことは困難であった。 【解決手段】 上記課題を解決するために、本発明に係
る切断装置は、ガス、レーザー、又はプラズマ切断装置
に於いて、切断部位近傍の画像を取得するマクロ撮影手
段と、該マクロ撮影手段により取得した画像を多重閾値
化する画像処理部とを有し、該画像処理部の処理結果に
より前記切断装置を制御し得るよう構成したことを特徴
とし、更に前記画像処理部は前記多重閾値化した画像情
報をパターンマッチング処理するものであることが望ま
しい。
いては、切断不良を回避するために作業員が常時監視し
ていた。しかし特にレーザー切断、プラズマ切断は強い
光を発するため、切断状況を的確に把握するのは困難が
あり、また作業員の疲労を招いて長時間これに従事する
ことは困難であった。 【解決手段】 上記課題を解決するために、本発明に係
る切断装置は、ガス、レーザー、又はプラズマ切断装置
に於いて、切断部位近傍の画像を取得するマクロ撮影手
段と、該マクロ撮影手段により取得した画像を多重閾値
化する画像処理部とを有し、該画像処理部の処理結果に
より前記切断装置を制御し得るよう構成したことを特徴
とし、更に前記画像処理部は前記多重閾値化した画像情
報をパターンマッチング処理するものであることが望ま
しい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス、プラズマ又
はレーザーによる切断装置にあって、切断部位を監視す
ることにより切断状況を判断し制御を行う切断装置に関
する物である。
はレーザーによる切断装置にあって、切断部位を監視す
ることにより切断状況を判断し制御を行う切断装置に関
する物である。
【０００２】
【従来の技術】ガス、プラズマ又はレーザー切断装置に
よって切断を行う場合、熱や気流などにより被切断材を
燃焼、溶解させ、また生成されたスラグを除去すること
により切断が行われる。以下、レーザー切断装置を例と
して図を用いて説明する。図８は従来のレーザー切断装
置の切断部位近傍を表す断面図、図９は切断部位近傍を
表す斜視図である。
よって切断を行う場合、熱や気流などにより被切断材を
燃焼、溶解させ、また生成されたスラグを除去すること
により切断が行われる。以下、レーザー切断装置を例と
して図を用いて説明する。図８は従来のレーザー切断装
置の切断部位近傍を表す断面図、図９は切断部位近傍を
表す斜視図である。
【０００３】図8(a)は正常に切断が行われている状態を
表し、レーザートーチ50により被切断材51を切断してい
る。このとき被切断材51の溶融した溶融池51ａは被切断
材51の内部に生成され、燃焼、除去されることにより切
断が進行する。
表し、レーザートーチ50により被切断材51を切断してい
る。このとき被切断材51の溶融した溶融池51ａは被切断
材51の内部に生成され、燃焼、除去されることにより切
断が進行する。
【０００４】しかし図8(b)に示すように切断不良が発生
してレーザーが被切断材51を貫通しなかった場合、溶融
したスラグ51ｂが被切断材表面に噴出し、いわゆるバー
ニング現象が発生する。このような事態が発生すると切
断が不完全であるのみならず被切断材51の表面、切断面
の品質を悪化してしまう。
してレーザーが被切断材51を貫通しなかった場合、溶融
したスラグ51ｂが被切断材表面に噴出し、いわゆるバー
ニング現象が発生する。このような事態が発生すると切
断が不完全であるのみならず被切断材51の表面、切断面
の品質を悪化してしまう。
【０００５】また図９に示すように被切断材51より切り
出された切断材52が落下せずに引っかかり、一端が被切
断材51の下方に傾き、他端が被切断材51の上方に突出す
る場合がある。このような状態の切断材52のある位置を
レーザートーチ50が通過しようとした場合、レーザート
ーチ50の先端が切断材52に接触して破損してしまう場合
がある。
出された切断材52が落下せずに引っかかり、一端が被切
断材51の下方に傾き、他端が被切断材51の上方に突出す
る場合がある。このような状態の切断材52のある位置を
レーザートーチ50が通過しようとした場合、レーザート
ーチ50の先端が切断材52に接触して破損してしまう場合
がある。
【０００６】これらのような切断不良や障害を回避する
ために、従来は作業者が常時切断部位を監視していた。
そしてバーニング現象が発生した場合には、直ちに切断
を中止して切断をやり直し、また引っかかった切断材52
がある場合にはレーザートーチ50を停止、迂回させてい
た。
ために、従来は作業者が常時切断部位を監視していた。
そしてバーニング現象が発生した場合には、直ちに切断
を中止して切断をやり直し、また引っかかった切断材52
がある場合にはレーザートーチ50を停止、迂回させてい
た。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし切断部位は強い
光と高熱を発するため、切断状況を的確に把握するのは
困難があり、また作業員の疲労を招いて長時間これに従
事することは困難であったため多くの交代要員を要する
という問題があった。
光と高熱を発するため、切断状況を的確に把握するのは
困難があり、また作業員の疲労を招いて長時間これに従
事することは困難であったため多くの交代要員を要する
という問題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明にかかる切断装置は、ガス、レーザー、又は
プラズマ切断装置に於いて、切断部位近傍の画像を取得
するマクロ撮影手段と、該マクロ撮影手段により取得し
た画像情報を多重閾値化する画像処理部とを有し、該画
像処理部の処理結果により前記切断装置を制御し得るよ
う構成したことを特徴とし、更に前記画像処理部は、前
記多重閾値化した画像情報をパターンマッチング処理す
るものであることが好ましい。
に、本発明にかかる切断装置は、ガス、レーザー、又は
プラズマ切断装置に於いて、切断部位近傍の画像を取得
するマクロ撮影手段と、該マクロ撮影手段により取得し
た画像情報を多重閾値化する画像処理部とを有し、該画
像処理部の処理結果により前記切断装置を制御し得るよ
う構成したことを特徴とし、更に前記画像処理部は、前
記多重閾値化した画像情報をパターンマッチング処理す
るものであることが好ましい。
【０００９】また前記切断装置とはレーザー切断装置で
あって、レーザートーチに切断部位を上方より撮影する
ミクロ撮影手段を設け、該ミクロ撮影手段により取得し
た画像情報を前記画像処理部にて多重閾値化及びパター
ンマッチング処理し、該画像処理部の処理結果により前
記切断装置を制御し得るよう構成したことを特徴とす
る。
あって、レーザートーチに切断部位を上方より撮影する
ミクロ撮影手段を設け、該ミクロ撮影手段により取得し
た画像情報を前記画像処理部にて多重閾値化及びパター
ンマッチング処理し、該画像処理部の処理結果により前
記切断装置を制御し得るよう構成したことを特徴とす
る。
【００１０】また前記ミクロ撮影手段とは、前記レーザ
ートーチに内蔵するか、又は前記レーザートーチの側面
に撮影孔を有し、前記ミクロ撮影手段を前記レーザート
ーチ外部且つ前記撮影孔に対向させて配置させると共
に、前記レーザートーチ内部に前記撮影孔及びレーザー
光と45°を為す角度にハーフスプリットを配置したこと
を特徴とする。
ートーチに内蔵するか、又は前記レーザートーチの側面
に撮影孔を有し、前記ミクロ撮影手段を前記レーザート
ーチ外部且つ前記撮影孔に対向させて配置させると共
に、前記レーザートーチ内部に前記撮影孔及びレーザー
光と45°を為す角度にハーフスプリットを配置したこと
を特徴とする。
【００１１】また前記パターンマッチング処理とはニュ
ーラルネットワークであることが好ましい。
ーラルネットワークであることが好ましい。
【００１２】
［第一実施形態］本発明にかかる切断装置の一実施形態
をレーザー切断装置を例にとって図を用いて説明する。
図１は本実施形態にかかるレーザー切断装置の全体斜視
図、図２はレーザートーチの断面図、図３はレーザー切
断装置の切断部位近傍を表す断面図、図４はマクロカメ
ラの画像処理を説明する図、図５はミクロカメラの画像
処理を説明する図、図６はニューラルネットワークを説
明する図、図７はレーザートーチの他の構成を示す図で
ある。
をレーザー切断装置を例にとって図を用いて説明する。
図１は本実施形態にかかるレーザー切断装置の全体斜視
図、図２はレーザートーチの断面図、図３はレーザー切
断装置の切断部位近傍を表す断面図、図４はマクロカメ
ラの画像処理を説明する図、図５はミクロカメラの画像
処理を説明する図、図６はニューラルネットワークを説
明する図、図７はレーザートーチの他の構成を示す図で
ある。
【００１３】本実施形態にかかるレーザー切断装置１
は、平行に敷設された二本のレール２上に移動可能に設
置されている。切断装置１のフレーム３上にはレーザー
発振器６、切断装置１の設定を行うための制御盤４、動
作を指示するための操作盤５が設けられ、該操作盤５か
らの指示により又は自動で切断装置１を制御する制御部
21、後述する画像処理部22等が搭載されている。
は、平行に敷設された二本のレール２上に移動可能に設
置されている。切断装置１のフレーム３上にはレーザー
発振器６、切断装置１の設定を行うための制御盤４、動
作を指示するための操作盤５が設けられ、該操作盤５か
らの指示により又は自動で切断装置１を制御する制御部
21、後述する画像処理部22等が搭載されている。
【００１４】フレーム３の前面にはレーザートーチ７が
取り付けられており、フレーム３に沿ってレール２と直
行方向に移動可能に取り付けられている。このレーザー
トーチ７の移動とフレーム３の移動とをあわせることに
より、二本のレール２の間に敷設された架台９上の被切
断材10の任意の位置を切断することができる。
取り付けられており、フレーム３に沿ってレール２と直
行方向に移動可能に取り付けられている。このレーザー
トーチ７の移動とフレーム３の移動とをあわせることに
より、二本のレール２の間に敷設された架台９上の被切
断材10の任意の位置を切断することができる。
【００１５】レーザートーチ７とレーザー発振器６とは
蛇腹にて構成された光路８によって接続されている。光
路８にはレーザー光の進行方向を反転させる光路長一定
装置８ａが取り付けられており、レーザートーチ７の移
動に伴ってその半分の距離を移動するよう構成されてい
る。これにより光路８の全長は常に一定に保たれること
となり、レーザー光のエネルギー及び焦点を一定させて
高品位な切断を行うことができる。
蛇腹にて構成された光路８によって接続されている。光
路８にはレーザー光の進行方向を反転させる光路長一定
装置８ａが取り付けられており、レーザートーチ７の移
動に伴ってその半分の距離を移動するよう構成されてい
る。これにより光路８の全長は常に一定に保たれること
となり、レーザー光のエネルギー及び焦点を一定させて
高品位な切断を行うことができる。
【００１６】また、レーザートーチ７にはアーム11ａが
取り付けられ、その先端にはマクロカメラ11が取り付け
られている。マクロカメラ11は切断による熱等の影響を
受けないようレーザートーチ７先端より上方に位置し、
切断部位を斜め上方より撮影するよう配置している。
取り付けられ、その先端にはマクロカメラ11が取り付け
られている。マクロカメラ11は切断による熱等の影響を
受けないようレーザートーチ７先端より上方に位置し、
切断部位を斜め上方より撮影するよう配置している。
【００１７】図２に示すように、レーザートーチ７の内
部先端にはレンズ12が取り付けられている。このレンズ
12によってレーザー発振器６より供給されたレーザー光
13を収束させ、被切断材10を燃焼により切断することが
できる。
部先端にはレンズ12が取り付けられている。このレンズ
12によってレーザー発振器６より供給されたレーザー光
13を収束させ、被切断材10を燃焼により切断することが
できる。
【００１８】またレーザートーチ７内部であってレンズ
12の脇にはミクロカメラ14が設置されており、レーザー
トーチ７先端に設けられた撮影孔15より切断部位を撮影
するよう構成されている。このように構成することによ
り、ミクロカメラ14は切断部位をほぼ直上から撮影する
ことができ、被切断材10の内部に形成された溶融池10ａ
を撮影することが可能となっている。
12の脇にはミクロカメラ14が設置されており、レーザー
トーチ７先端に設けられた撮影孔15より切断部位を撮影
するよう構成されている。このように構成することによ
り、ミクロカメラ14は切断部位をほぼ直上から撮影する
ことができ、被切断材10の内部に形成された溶融池10ａ
を撮影することが可能となっている。
【００１９】切断及びレーザートーチ７を移動させるに
際しては、マクロカメラ11及びミクロカメラ14は常に撮
影を行い、後述の画像処理を行っている。ここで図３に
示すように、レーザー光が被切断材10を貫通しない切断
不良が発生した場合、スラグ10ｂが被切断材10表面に噴
出するいわゆるバーニング現象が発生する。また図３に
は引っかかって落下しない切断材16を併せて示してい
る。
際しては、マクロカメラ11及びミクロカメラ14は常に撮
影を行い、後述の画像処理を行っている。ここで図３に
示すように、レーザー光が被切断材10を貫通しない切断
不良が発生した場合、スラグ10ｂが被切断材10表面に噴
出するいわゆるバーニング現象が発生する。また図３に
は引っかかって落下しない切断材16を併せて示してい
る。
【００２０】このとき、マクロカメラ11の撮影した画像
は図4(a)に示したようになる。すなわち被切断材10の部
分は暗く、バーニング現象によるスラグ10ｂの部分は著
しく明るい。また切断材16の部分は、角度が異なること
から異なる輝度を有することとなる。そこでこの画像を
ｍ分割し、それぞれの位置、即ちスキャン層Ｓ１〜Ｓｍ
においてスキャンして、輝度レベルを取得する。
は図4(a)に示したようになる。すなわち被切断材10の部
分は暗く、バーニング現象によるスラグ10ｂの部分は著
しく明るい。また切断材16の部分は、角度が異なること
から異なる輝度を有することとなる。そこでこの画像を
ｍ分割し、それぞれの位置、即ちスキャン層Ｓ１〜Ｓｍ
においてスキャンして、輝度レベルを取得する。
【００２１】図4(b)は撮影した画像の輝度レベルＶを表
す立体グラフの例であって、被切断材10の輝度レベルを
Ｖ１、切断材16の輝度レベルをＶ２、スラグ10ｂの輝度
レベルをＶ３としている。マクロカメラ11においてはス
ラグ10ｂ又は切断材16の存在を検知すればよいため、輝
度レベルＶを多重閾値化し、輝度レベルＶ１と輝度レベ
ルＶ２との間に閾値Ｐ１を設定し、輝度レベルＶ２と輝
度レベルＶ３との間に閾値Ｐ２を設定する。
す立体グラフの例であって、被切断材10の輝度レベルを
Ｖ１、切断材16の輝度レベルをＶ２、スラグ10ｂの輝度
レベルをＶ３としている。マクロカメラ11においてはス
ラグ10ｂ又は切断材16の存在を検知すればよいため、輝
度レベルＶを多重閾値化し、輝度レベルＶ１と輝度レベ
ルＶ２との間に閾値Ｐ１を設定し、輝度レベルＶ２と輝
度レベルＶ３との間に閾値Ｐ２を設定する。
【００２２】そして取得した撮影画像より閾値Ｐ２以上
の輝度レベルが検知された場合にはバーニング現象が発
生したとして切断を直ちに中止し、切断装置１を調整し
て切断不良が発生した部分から切断を再開する。また閾
値Ｐ１以上閾値Ｐ２以下の輝度レベルが検知された場合
にはレーザートーチ７の進路上に切断材16があるものと
して、レーザートーチ７の進行を停止させるか、または
迂回させることができる。
の輝度レベルが検知された場合にはバーニング現象が発
生したとして切断を直ちに中止し、切断装置１を調整し
て切断不良が発生した部分から切断を再開する。また閾
値Ｐ１以上閾値Ｐ２以下の輝度レベルが検知された場合
にはレーザートーチ７の進路上に切断材16があるものと
して、レーザートーチ７の進行を停止させるか、または
迂回させることができる。
【００２３】また、ミクロカメラ14の撮影した画像は、
図5(a)に示したように被切断材10内部の溶融池10ａを捉
えることができる。この画像を上記マクロカメラ11によ
る画像と同様にスキャン層Ｓ１〜Ｓｍにおいてスキャン
し、輝度レベルＶ３を取得する。そして図5(b)に示すよ
うに閾値Ｐ３を設定し、閾値Ｐ３よりも大きい輝度レベ
ルＶ３を検出することにより溶融池10ａの形状の座標Ｘ
を認識することができる。この認識した座標Ｘは画像処
理部22に送出されてパターンマッチング法にて評価され
る。パターンマッチング法として、本実施形態に於いて
はニューラルネットワーク（以下単にＮＮＷという）を
用いる。
図5(a)に示したように被切断材10内部の溶融池10ａを捉
えることができる。この画像を上記マクロカメラ11によ
る画像と同様にスキャン層Ｓ１〜Ｓｍにおいてスキャン
し、輝度レベルＶ３を取得する。そして図5(b)に示すよ
うに閾値Ｐ３を設定し、閾値Ｐ３よりも大きい輝度レベ
ルＶ３を検出することにより溶融池10ａの形状の座標Ｘ
を認識することができる。この認識した座標Ｘは画像処
理部22に送出されてパターンマッチング法にて評価され
る。パターンマッチング法として、本実施形態に於いて
はニューラルネットワーク（以下単にＮＮＷという）を
用いる。
【００２４】溶融池10ａが後方が凹状に湾曲しているた
め、一つのスキャン層Ｓにつき取得される形状の座標Ｘ
は最大四つである。そこでスキャン層Ｓ１において取得
される座標ＸをＸ11〜Ｘ14、スキャン層Ｓ２より取得さ
れる座標ＸをＸ21〜Ｘ24、スキャン層Ｓｍより取得され
る座標ＸをＸm1〜Ｘm4とする。一枚の画像から得られる
全ての座標Ｘのデータを合わせて学習パターンと呼び、
この学習パターンによって溶融池10ａの形状認識を行
う。
め、一つのスキャン層Ｓにつき取得される形状の座標Ｘ
は最大四つである。そこでスキャン層Ｓ１において取得
される座標ＸをＸ11〜Ｘ14、スキャン層Ｓ２より取得さ
れる座標ＸをＸ21〜Ｘ24、スキャン層Ｓｍより取得され
る座標ＸをＸm1〜Ｘm4とする。一枚の画像から得られる
全ての座標Ｘのデータを合わせて学習パターンと呼び、
この学習パターンによって溶融池10ａの形状認識を行
う。
【００２５】本実施形態に係るＮＮＷは、図６に示すよ
うに三層のニューロンの層を有しており、入力層Ａ、中
間層Ｂ、出力層Ｃから構成されている。ＮＮＷの学習則
にはバックプロパゲーション法を用い、また荷重Ｗの修
正法には一括修正法、荷重修正量の計算にはモーメント
法を用いる。一括修正法は学習パターン全体でその修正
量の総和をとり、これを用いて荷重を修正する方法であ
って、学習パターン全体一個毎に修正を行う逐次修正法
よりも修正回数が少なくなるので学習時間を短縮するこ
とができる。
うに三層のニューロンの層を有しており、入力層Ａ、中
間層Ｂ、出力層Ｃから構成されている。ＮＮＷの学習則
にはバックプロパゲーション法を用い、また荷重Ｗの修
正法には一括修正法、荷重修正量の計算にはモーメント
法を用いる。一括修正法は学習パターン全体でその修正
量の総和をとり、これを用いて荷重を修正する方法であ
って、学習パターン全体一個毎に修正を行う逐次修正法
よりも修正回数が少なくなるので学習時間を短縮するこ
とができる。
【００２６】入力層Ａ及び出力層Ｃには学習パターンを
入力し、ＮＮＷを学習させる。また中間層Ｂには入力層
Ａのデータの荷重Ｗつきの和を与える。入力層Ａのニュ
ーロンは、夫々中間層Ｂの二つのニューロンに接続する
（生物体のシナプス結合を模倣している）。すなわちス
キャン層Ｓ１〜Ｓｍに対応して、中間層はＢ１〜Ｂ2mま
での要素を有している。このように入力層Ａのニューロ
ンが二個の中間層Ｂのニューロンに接続することによ
り、非線形システムを構築することができる。
入力し、ＮＮＷを学習させる。また中間層Ｂには入力層
Ａのデータの荷重Ｗつきの和を与える。入力層Ａのニュ
ーロンは、夫々中間層Ｂの二つのニューロンに接続する
（生物体のシナプス結合を模倣している）。すなわちス
キャン層Ｓ１〜Ｓｍに対応して、中間層はＢ１〜Ｂ2mま
での要素を有している。このように入力層Ａのニューロ
ンが二個の中間層Ｂのニューロンに接続することによ
り、非線形システムを構築することができる。
【００２７】例えばあるスキャン層Ｓｍに於ける各座標
Ｘのインデックスをｉ、中間層Ｂのインデックスをｊ(j
=2m or 2m-1)とすると、座標Ｘmiと中間層Ｂj との間に
課される荷重はＷijと表される。これを用いて、中間層
Ｂｊは次式で表される。
Ｘのインデックスをｉ、中間層Ｂのインデックスをｊ(j
=2m or 2m-1)とすると、座標Ｘmiと中間層Ｂj との間に
課される荷重はＷijと表される。これを用いて、中間層
Ｂｊは次式で表される。
【００２８】
【数１】
【００２９】ここで荷重Ｗijは上記の如く一括修正法に
て修正されるが、その際の荷重修正量ΔＷ(k) はモーメ
ント法にて計算される。具体的には前回の荷重修正量を
ΔＷ(k-1) とし、誤差からの修正量をｄとすると、次式
によって求める。
て修正されるが、その際の荷重修正量ΔＷ(k) はモーメ
ント法にて計算される。具体的には前回の荷重修正量を
ΔＷ(k-1) とし、誤差からの修正量をｄとすると、次式
によって求める。
【００３０】
【数２】
【００３１】ここでａは安定化係数である。
【００３２】中間層Ｂの各ニューロンは与えられた和を
シグモイド関数により実数あるいは０〜１の範囲に変換
して出力する。この中間層Ｂの出力は、上述と同様に、
荷重付き和として出力層Ｃに与えられる。
シグモイド関数により実数あるいは０〜１の範囲に変換
して出力する。この中間層Ｂの出力は、上述と同様に、
荷重付き和として出力層Ｃに与えられる。
【００３３】ここでバックプロパゲーション学習方法に
於いて、中間層と出力層を接続するシナプス荷重Ｖkjの
修正量ΔＶkj、および出力層のニューロンの閾値γk の
修正量Δγk は、次式で与えられる。
於いて、中間層と出力層を接続するシナプス荷重Ｖkjの
修正量ΔＶkj、および出力層のニューロンの閾値γk の
修正量Δγk は、次式で与えられる。
【００３４】
【数３】
【００３５】学習パターンがよいパターンである場合に
教師信号Ｔk は1.0 となり、その逆の場合には0.0 とな
る。このように出力層の出力Ｏk と教師信号Ｔk の差Δ
Ｖを小さくしていくことによりＮＮＷが学習し、より正
しい出力層出力Ｏk を得ることができる。最終的に出力
層Ｃは中間層Ｂより与えられた和をシグモイド関数によ
り０〜１の範囲に変換して出力し、これが一定値以上な
らばその溶融池10ａの形状は良とし、一定値以下ならば
否とする。
教師信号Ｔk は1.0 となり、その逆の場合には0.0 とな
る。このように出力層の出力Ｏk と教師信号Ｔk の差Δ
Ｖを小さくしていくことによりＮＮＷが学習し、より正
しい出力層出力Ｏk を得ることができる。最終的に出力
層Ｃは中間層Ｂより与えられた和をシグモイド関数によ
り０〜１の範囲に変換して出力し、これが一定値以上な
らばその溶融池10ａの形状は良とし、一定値以下ならば
否とする。
【００３６】そしてこのＮＮＷによる画像処理部22の判
断に基づき、制御部21が切断装置１を制御して、切断速
度、レーザー光の強さ、レーザー光のパルス等を制御す
る。このように常時切断状況を監視してこれに対応する
ことにより、常に最適な切断を実施することができる。
断に基づき、制御部21が切断装置１を制御して、切断速
度、レーザー光の強さ、レーザー光のパルス等を制御す
る。このように常時切断状況を監視してこれに対応する
ことにより、常に最適な切断を実施することができる。
【００３７】なお、上記実施形態に於いてはレーザート
ーチ７の内部にミクロカメラ14を設けて示したが、レー
ザートーチ７のサイズや構造によっては内蔵することが
困難である場合も考えられる。図７に示すのはミクロカ
メラ14をレーザートーチ７の外に取り付けた例であっ
て、上記実施形態と説明の重複する部分については同一
の符号を付して説明を省略する。
ーチ７の内部にミクロカメラ14を設けて示したが、レー
ザートーチ７のサイズや構造によっては内蔵することが
困難である場合も考えられる。図７に示すのはミクロカ
メラ14をレーザートーチ７の外に取り付けた例であっ
て、上記実施形態と説明の重複する部分については同一
の符号を付して説明を省略する。
【００３８】図７に示すレーザートーチ17は側面に撮影
孔20を設けており、該撮影孔20に対向する位置に、ミク
ロカメラ14をレーザートーチ17内部を撮影し得るよう配
置している。またレーザートーチ17内部には、レーザー
光13及び撮影孔20に対し45°の角度を有するようハーフ
スプリット18を配置している。
孔20を設けており、該撮影孔20に対向する位置に、ミク
ロカメラ14をレーザートーチ17内部を撮影し得るよう配
置している。またレーザートーチ17内部には、レーザー
光13及び撮影孔20に対し45°の角度を有するようハーフ
スプリット18を配置している。
【００３９】これにより、レーザー発振器６より供給さ
れたレーザー光13は、ハーフスプリット18及びレンズ12
を通過して被切断材10を燃焼させる。そして切断部位に
て溶融池10ａより発せられた光はレンズ12を通ってレー
ザー光13に対し平行となり、ハーフスプリット18に反射
してミクロカメラ14に撮影されることとなる。このとき
レーザー光13は不可視光線であるために、ミクロカメラ
14には撮影されない。
れたレーザー光13は、ハーフスプリット18及びレンズ12
を通過して被切断材10を燃焼させる。そして切断部位に
て溶融池10ａより発せられた光はレンズ12を通ってレー
ザー光13に対し平行となり、ハーフスプリット18に反射
してミクロカメラ14に撮影されることとなる。このとき
レーザー光13は不可視光線であるために、ミクロカメラ
14には撮影されない。
【００４０】［他の実施形態］上記各実施形態に於いて
はレーザー切断装置を例として説明したが、本発明はこ
れに限定するものではなく、ガス又はプラズマ切断装置
に対しても適用可能である。ただしガス又はプラズマ切
断装置に於いては溶融池を外部から観察することが可能
であることからミクロカメラを設ける必要が無く、マク
ロカメラのみによって上記切断状況の監視を行うことが
可能である。
はレーザー切断装置を例として説明したが、本発明はこ
れに限定するものではなく、ガス又はプラズマ切断装置
に対しても適用可能である。ただしガス又はプラズマ切
断装置に於いては溶融池を外部から観察することが可能
であることからミクロカメラを設ける必要が無く、マク
ロカメラのみによって上記切断状況の監視を行うことが
可能である。
【００４１】またガス火炎、プラズマアークが可視光線
を発するため、溶融池の形状のみでなくガス火炎等の形
状を直接認識し、パターンマッチング法にてその性状を
判断することでも良い。またこれにより着火確認を行う
ことも可能である。
を発するため、溶融池の形状のみでなくガス火炎等の形
状を直接認識し、パターンマッチング法にてその性状を
判断することでも良い。またこれにより着火確認を行う
ことも可能である。
【００４２】なお、一つのマクロカメラによって例えば
バーニング現象のスラグ10ｂ、切断材16、ガス火炎の３
つを認識する場合には、閾値も３つ設定してこれらを認
識しすることでよい。
バーニング現象のスラグ10ｂ、切断材16、ガス火炎の３
つを認識する場合には、閾値も３つ設定してこれらを認
識しすることでよい。
【００４３】また、上記各実施形態に於いては光学カメ
ラによって画像を撮影して示したが、処理すべき画像を
得ることができれば良く、たとえば電子走査型画像、超
音波走査型画像、サーモグラフ画像、Ｘ線画像等を用い
ることでも良い。
ラによって画像を撮影して示したが、処理すべき画像を
得ることができれば良く、たとえば電子走査型画像、超
音波走査型画像、サーモグラフ画像、Ｘ線画像等を用い
ることでも良い。
【００４４】
【発明の効果】本発明に係る切断装置に於いては、上記
の如く構成したことにより、ガス切断、プラズマアーク
切断、及びレーザー切断における切断状況を監視するこ
とができ、これに基づいて切断装置を制御することによ
り常に最適な切断を行うことができる。またバーニング
現象等の切断不良が発生した場合には直ちに切断を中止
することができ、切断部位の品質を悪化させてしまう虞
がない。
の如く構成したことにより、ガス切断、プラズマアーク
切断、及びレーザー切断における切断状況を監視するこ
とができ、これに基づいて切断装置を制御することによ
り常に最適な切断を行うことができる。またバーニング
現象等の切断不良が発生した場合には直ちに切断を中止
することができ、切断部位の品質を悪化させてしまう虞
がない。
【００４５】また監視する必要が無くなることから、作
業者を労働から解放し、また使用者にしてみれば当該作
業に費やす人員を削減することができる。また、切断状
況の判断が個々の作業者の主観に依存することなく切断
品質を一定に保つことができ、また切断中に起きた障害
を自動処理することにより切断効率を高めることができ
る。
業者を労働から解放し、また使用者にしてみれば当該作
業に費やす人員を削減することができる。また、切断状
況の判断が個々の作業者の主観に依存することなく切断
品質を一定に保つことができ、また切断中に起きた障害
を自動処理することにより切断効率を高めることができ
る。
【図１】第一実施形態にかかるレーザー切断装置の全体
斜視図である。
斜視図である。
【図２】レーザートーチの断面略図である。
【図３】レーザー切断装置の切断部位近傍を表す断面図
である。
である。
【図４】マクロカメラの画像処理を説明する図である。
【図５】ミクロカメラの画像処理を説明する図である。
【図６】ニューラルネットワークを説明する図である。
【図７】レーザートーチの他の構成を示す図である。
【図８】従来のレーザー切断装置の切断部位近傍を表す
断面図である。
断面図である。
【図９】切断部位近傍を表す斜視図である。
Ｐ …閾値 Ｓ …スキャン層 Ｖ …輝度レベル Ｗ …荷重 １ …レーザー切断装置 ２ …レール ３ …フレーム ４ …制御ボックス ５ …操作盤 ６ …レーザー発振器 ７ …レーザートーチ ８ …光路 ８ａ …光路長一定装置 ９ …架台 10 …被切断材 10ａ …溶融池 10ｂ …スラグ 11 …マクロカメラ 11ａ …アーム 12 …レンズ 13 …レーザー光 14 …ミクロカメラ 15 …撮影孔 16 …切断材 17 …レーザートーチ 18 …ハーフスプリット 19 …反射光 20 …撮影孔 21 …制御部 22 …画像処理部
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０６Ｔ 7/00 Ｇ０６Ｆ 15/62 ４００ (72)発明者 金 炳哲 東京都江戸川区西小岩３丁目35番16号 小 池酸素工業株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 ガス、レーザー、又はプラズマ切断装置
に於いて、切断部位近傍の画像を取得するマクロ撮影手
段と、該マクロ撮影手段により取得した画像情報を多重
閾値化する画像処理部とを有し、該画像処理部の処理結
果により前記切断装置を制御し得るよう構成したことを
特徴とする切断装置。 - 【請求項２】 前記画像処理部は、前記多重閾値化した
画像情報を更にパターンマッチング処理するものである
ことを特徴とする切断装置。 - 【請求項３】 前記切断装置とはレーザー切断装置であ
って、レーザートーチに切断部位を上方より撮影するミ
クロ撮影手段を設け、該ミクロ撮影手段により取得した
画像情報を前記画像処理部にて多重閾値化及びパターン
マッチング処理し、該画像処理部の処理結果により前記
切断装置を制御し得るよう構成したことを特徴とする請
求項１記載の切断装置。 - 【請求項４】 前記ミクロ撮影手段とは、前記レーザー
トーチに内蔵した光学カメラであることを特徴とする請
求項３記載の切断装置。 - 【請求項５】 前記レーザートーチは側面に撮影孔を有
し、前記ミクロ撮影手段を前記レーザートーチ外部且つ
前記撮影孔に対向させて配置させると共に、前記レーザ
ートーチ内部に前記撮影孔及びレーザー光と45°を為す
角度にハーフスプリットを配置したことを特徴とする請
求項３記載の切断装置。 - 【請求項６】 前記パターンマッチング処理とはニュー
ラルネットワークであることを特徴とする請求項１乃至
請求項５記載の切断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9298364A JPH11129083A (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | 切断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9298364A JPH11129083A (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | 切断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11129083A true JPH11129083A (ja) | 1999-05-18 |
Family
ID=17858742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9298364A Pending JPH11129083A (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | 切断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11129083A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1342527A1 (en) * | 2002-03-01 | 2003-09-10 | Koike Sanso Kogyo Co., Ltd | Cutting apparatus |
| US6677553B2 (en) * | 1999-08-06 | 2004-01-13 | Hitachi, Ltd. | Laser processing apparatus |
| JP2013078783A (ja) * | 2011-10-04 | 2013-05-02 | Koike Sanso Kogyo Co Ltd | プラズマ切断監視装置 |
| KR101271935B1 (ko) * | 2011-12-26 | 2013-06-05 | 주식회사 포스코 | 슬라브의 용융 잔존물 검출 장치 |
| JP2014226728A (ja) * | 2013-05-23 | 2014-12-08 | トルンプフ ヴェルクツォイクマシーネン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトＴｒｕｍｐｆ Ｗｅｒｋｚｅｕｇｍａｓｃｈｉｎｅｎ ＧｍｂＨ ＋ Ｃｏ． ＫＧ | 不完全切断を識別するための方法および装置 |
| CN109048072A (zh) * | 2018-08-21 | 2018-12-21 | 深圳市创客工场科技有限公司 | 激光加工方法、装置、设备和计算机可读存储介质 |
| KR20200036431A (ko) * | 2018-09-28 | 2020-04-07 | 주식회사 포스코 | 스트립 전단 시스템 및 그 관리 방법 |
| WO2020259920A1 (de) * | 2019-06-24 | 2020-12-30 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren zum bewerten einer laserschnittkante, mobiles endgerät und system |
| CN113020817A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-06-25 | 佛山市隆信激光科技有限公司 | 一种基于视觉识别管材特征的切割加工方法 |
| JP2022517169A (ja) * | 2018-10-22 | 2022-03-07 | トルンプフ ヴェルクツォイクマシーネン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | 切断プロセスを監視するための方法及び装置 |
| CN115890013A (zh) * | 2022-11-07 | 2023-04-04 | 上海柏楚电子科技股份有限公司 | 激光切割速度闭环控制的系统、方法、装置和介质 |
| JP2025038050A (ja) * | 2018-12-29 | 2025-03-18 | ウルフスピード インコーポレイテッド | 結晶材料を切り分けるためのレーザ・アシスト法 |
-
1997
- 1997-10-30 JP JP9298364A patent/JPH11129083A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6677553B2 (en) * | 1999-08-06 | 2004-01-13 | Hitachi, Ltd. | Laser processing apparatus |
| EP1342527A1 (en) * | 2002-03-01 | 2003-09-10 | Koike Sanso Kogyo Co., Ltd | Cutting apparatus |
| JP2013078783A (ja) * | 2011-10-04 | 2013-05-02 | Koike Sanso Kogyo Co Ltd | プラズマ切断監視装置 |
| KR101271935B1 (ko) * | 2011-12-26 | 2013-06-05 | 주식회사 포스코 | 슬라브의 용융 잔존물 검출 장치 |
| JP2014226728A (ja) * | 2013-05-23 | 2014-12-08 | トルンプフ ヴェルクツォイクマシーネン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトＴｒｕｍｐｆ Ｗｅｒｋｚｅｕｇｍａｓｃｈｉｎｅｎ ＧｍｂＨ ＋ Ｃｏ． ＫＧ | 不完全切断を識別するための方法および装置 |
| US9457427B2 (en) | 2013-05-23 | 2016-10-04 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Detecting an incomplete cutting action |
| CN109048072A (zh) * | 2018-08-21 | 2018-12-21 | 深圳市创客工场科技有限公司 | 激光加工方法、装置、设备和计算机可读存储介质 |
| KR20200036431A (ko) * | 2018-09-28 | 2020-04-07 | 주식회사 포스코 | 스트립 전단 시스템 및 그 관리 방법 |
| JP2022517169A (ja) * | 2018-10-22 | 2022-03-07 | トルンプフ ヴェルクツォイクマシーネン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | 切断プロセスを監視するための方法及び装置 |
| US12594622B2 (en) | 2018-12-29 | 2026-04-07 | Wolfspeed, Inc. | Laser-assisted method for parting crystalline material |
| JP2025038050A (ja) * | 2018-12-29 | 2025-03-18 | ウルフスピード インコーポレイテッド | 結晶材料を切り分けるためのレーザ・アシスト法 |
| WO2020259920A1 (de) * | 2019-06-24 | 2020-12-30 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren zum bewerten einer laserschnittkante, mobiles endgerät und system |
| JP2022538242A (ja) * | 2019-06-24 | 2022-09-01 | トルンプフ ヴェルクツォイクマシーネン エス・エー プルス コー． カー・ゲー | レーザー切削縁部を評価するための方法、移動端末機器およびシステム |
| US12179283B2 (en) | 2019-06-24 | 2024-12-31 | TRUMPF Werkzeugmaschinen SE + Co. KG | Method for evaluating a laser cut edge, mobile terminal and system |
| CN114026596A (zh) * | 2019-06-24 | 2022-02-08 | 通快机床两合公司 | 用于评估激光切割边缘的方法、移动终端设备和系统 |
| CN113020817A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-06-25 | 佛山市隆信激光科技有限公司 | 一种基于视觉识别管材特征的切割加工方法 |
| CN115890013A (zh) * | 2022-11-07 | 2023-04-04 | 上海柏楚电子科技股份有限公司 | 激光切割速度闭环控制的系统、方法、装置和介质 |
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