JP4632794B2 - 工業プロセスの品質管理方法 - Google Patents
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Description
工業プロセスについての1つ又はそれ以上の参照信号を用意する工程と、
前記工業プロセスの品質を示す1つ又はそれ以上の現実の信号を取得する工程と、
前記工業プロセスでの欠陥を識別するために、前記1つ又はそれ以上の参照信号と前記1つ又はそれ以上の現実の信号とを比較する工程とを備える。
前記参照信号から変換された信号を得る工程と、
前記現実の信号から変換された信号を得る工程と、
前記変換された参照信号および変換された現実の信号のエネルギーを計算する工程とを備え、
前記比較工程は、前記変換された参照信号および変換された現実の信号の前記エネルギーを相互に比較して、選択された周波数の数値に関して対応する時間−周波数分布を抽出する工程と、
前記時間−周波数分布のエネルギーを計算する工程と、
前記時間−周波数分布のエネルギーと閾値とを比較して、欠陥に関連したエネルギー値を識別する工程とを含む。
2,3 シート金属
4 集光ヘッド
5 レンズ
6 半反射ミラー
7 センサ
8 電子制御処理ユニット
9 パーソナルコンピュータ
11 アンチエイリアシングフィルタ
12 収集カード
Claims (9)
- 生産時の欠陥認識によって、工業プロセスの品質を管理する方法であって、
前記工業プロセスによって生産される製品の1つ又はそれ以上の量を検出することによって、前記工業プロセスの品質を示す1つ又はそれ以上の現実の信号(Xreal)を取得する工程と、
前記1つ又はそれ以上の現実の信号(X real )に対応した、工業プロセスに関して良い品質のプロセスを示す1つ又はそれ以上の参照信号(Xref)を用意する工程と、
前記工業プロセスでの欠陥を識別するために、前記1つ又はそれ以上の参照信号(Xref)と前記1つ又はそれ以上の現実の信号(Xreal)とを比較する比較演算を行う工程とを備え、
さらに、前記参照信号(Xref)および前記現実の信号(Xreal)をフィルタリングして、個々のフィルタされた参照信号(X ref_DWT )および現実の信号(X real_DWT )を得る工程と
前記フィルタされた参照信号(X ref_DWT )に対してある変換を適用して、変換された信号(Xref_inv_norm)を得る工程(101,102,103)と、
前記フィルタされた現実の信号(X real_DWT )に対してある変換を適用して、変換された信号(Xreal_inv_norm)を得る工程(201,202,203)と、
前記変換された参照信号(Xref_inv_norm)のエネルギー(E ref )のベクトル(Energy_Ref_step(1,... k))および前記変換された現実の信号(Xreal_inv_norm)のエネルギー(E real )のベクトル(Energy_Real_step(1,... k))をそれぞれ計算する工程とを備え、両方のエネルギーベクトルはk個の周波数の数値を含むものであり、
前記比較演算は、前記変換された参照信号(Xref_inv_norm)および前記変換された現実の信号(Xreal_inv_norm)の共役をそれぞれ計算し、現実の共役変換信号(X * real_inv_norm )および参照共役変換信号(X * ref_inv_norm )を得る工程(300)と、
前記変換された参照信号(Xref_inv_norm)のエネルギー(E ref )のベクトル(Energy_Ref_step(1,... k))および前記変換された現実の信号(Xreal_inv_norm)のエネルギー(E real )のベクトル(Energy_Real_step(1,... k))を相互に比較して、前記比較に基づいて前記k個の周波数の数値の中から、ある周波数の数値(f_e)を選択し、選択された周波数の数値(f_e)に関して対応する時間−周波数分布(Tfdref,Tfdreal)を抽出する工程(301)とを含み、
前記選択された周波数の数値(f_e)に関して対応する時間−周波数分布(Tfd ref ,Tfd real )の前記抽出は、参照信号のエネルギー(Energy_Ref_step(1,... k))および現実の信号のエネルギー(Energy_Real_step(1,... k))を互いに比較して、現実の信号のエネルギー(Energy_Real_step(1,... k))が参照信号のエネルギー(Energy_Ref_step(1,... k))より大きい周波数の数値(f_e)を抽出すること(302)によって、前記比較に基づいて前記k個の周波数の数値の中から周波数の数値(f_e)を選択することと、
行が、前記抽出された周波数の数値(f_e)で表わされ、列が、フィルタリング演算(200)から得られた信号(X real_DWT )の時間的数値(t1…tN/2)で表わされるマトリクス(M)を構築すること(303)と、
フィルタされた現実の信号(X real_DWT )と現実の共役変換信号(X * real_inv_norm )との積、またはフィルタされた参照信号(X ref_DWT )と参照共役変換信号(X * ref_inv_norm )との積をそれぞれ計算することによってマルジュノ−ヒル(Margenau-Hill)の関係を適用し、前記マトリクス(M)の各行について、二次の時間−周波数分布を参照信号(Tfdref)および現実の信号(Tfdreal)について計算すること(304)とを含み、
さらに、各時刻において現実の信号および参照信号に関して前記時間−周波数分布(Tfdref,Tfdreal)のエネルギー(ETref,ETreal)を計算し(305)、参照信号に関して時間−周波数分布のエネルギーの最大値(max_Tfd ref )を計算し(306)、前記エネルギーの最大値(max_Tfd ref )を閾値として用いて(307)、
前記閾値(max_Tfd ref )と、現実の信号に関する前記時間−周波数分布のエネルギー(ET real )の各時間的数値とを比較して(307)、欠陥に関連した現実の信号(Tfd real )でのエネルギー値および前記欠陥の対応する時間座標を識別する工程とを含むことを特徴とする工業プロセスの品質管理方法。 - 前記フィルタリング動作(100,200)は、離散ウェーブレット変換(DWT)の適用によって行うことを特徴とする請求項1記載の工業プロセスの品質管理方法。
- 前記参照信号(Xref)から変換された信号(Xref_inv_norm)を得て、前記現実の信号(Xreal)から変換された信号(Xreal_inv_norm)を得る工程は、さらに、参照信号(Xref)および現実の信号(Xreal)の両方に適用される動作を備え、
該動作は、ヒルベルト変換を、フィルタリング動作(100,200)から得られた信号(Xreal_DWT,Xref_DWT)に適用し(101,201)、
ヒルベルト変換動作から得られた信号(Xref_HIL,Xreal_HIL)を正規化して、正規化された信号(X ref_norm ,X real_norm )を取得し(102,202)、
正規化された信号(Xref_norm,Xreal_norm)の包絡線を計算し(103,203)、
高速フーリエ変換(FFT)を、正規化された信号(Xref_inv_norm,Xreal_inv_norm)の前記包絡線に適用して、前記変換された参照信号(Xref_inv_norm)および前記変換された現実の信号(Xreal_inv_norm)をそれぞれ得ることを特徴とする請求項2記載の工業プロセスの品質管理方法。 - 離散ウェーブレット変換(DWT)の適用によるフィルタリング動作(100,200)から得られた現実の信号(Xreal_DWT)に対して、フーリエ変換動作を実行して、第2の変換された信号(FFT_real)を得て、そして、前記第2の変換された信号(FFT_real)を正規化して、第2の変換された正規化信号(FFT_real_norm)を得ることを特徴とする請求項2または3記載の工業プロセスの品質管理方法。
- 第2の変換された正規化信号(FFT_real_norm)を処理して(250,251,252)、現実の信号(Xreal)のスペクトルを表現する数値セット(B,F_Sn,F_Dx)を得ることを特徴とする請求項4記載の工業プロセスの品質管理方法。
- 現実の信号(Xreal)のスペクトルを表現する前記数値セット(B,F_Sn,F_Dx)の少なくとも一部を用いて、前記変換された参照信号(Xref_inv_norm)および前記変換された現実の信号(Xreal_inv_norm)の前記エネルギー(Ereal,Eref)をそれぞれ計算することを特徴とする請求項5記載の工業プロセスの品質管理方法。
- 1つ又はそれ以上のプロセスパラメータを検出するためのセンサ手段(7)と、
前記センサ手段(7)が出力する信号を処理するための電子制御処理ユニット(8,9)とを備え、
前記センサ手段(7)が出力する信号を処理するための電子制御処理ユニット(8,9)は、請求項1〜6のいずれかに記載の工業プロセスの品質管理方法を実行することを特徴とする工業プロセスの品質管理システム。 - 前記工業プロセスは、レーザ溶接プロセスであることを特徴とする請求項7記載の工業プロセスの品質管理システム。
- コンピュータのメモリに直接ロード可能であって、コンピュータ上で実行された場合、請求項1〜6のいずれかに記載の工業プロセスの品質管理方法を実行するソフトウエアコードを含むコンピュータプログラム製品。
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