JP6347841B2 - 加工ヘッドに形成されている開口部の縁部輪郭を識別するための方法及び加工機械 - Google Patents
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Description
本発明が基礎とする課題は、従来技術の欠点を解消することができる方法及び加工機械を提供することである。特に、障害に対する、縁部輪郭の識別のロバスト性が改善されるべきである。
この課題は、加工ヘッドに形成されている開口部、特に加工ノズルの開口部の縁部輪郭を識別するための方法によって解決され、この方法においては、開口部を介して観察される、加工ヘッドから距離を置いて設けられており、有利には照明される基準面の部分領域と、開口部を包囲する、加工ヘッドにおける領域と、をそれぞれが含んでいる複数の画像が時間的に連続して撮影され、画像の撮影時点間に、基準面の輝度特性が変更され、また、撮影された画像の比較評価によって、縁部輪郭が識別される。
E(n)=B(n)−B(n−1)+B(n)−B(n−2)+...+B(n)−B(n−m+1)、又は、
E(n)=D1(n)+D2(n)+D3(n)+D4(n)
つまり、同一の撮影時点nに対応付けられている複数の差分画像Dm(n)から1つの結果画像E(n)が形成されている。
E(n)=α*E(n−1)+(1−α)*D(n)
ここで、αは(通常は一定の)減衰因子0<α<1を表し、この減衰因子は比較的古い結果画像の関連性を考慮する。この場合、撮影時点n毎に、上述のやり方で形成される差分画像D(n)が1つだけ対応付けられる。減衰因子αに関する最適値を、例えば、経験に基づき求めることができる。このために、既知の幾何学を有している縁部輪郭9を測定することができ、その際、縁部輪郭9の識別が、減衰因子αに対して異なる値を用いて何度も実施される。減衰因子αに関する最適値は、縁部輪郭9の既知の幾何学との一致が最大となる値である。
E(n)=1/m*(D(n)+D(n−1)+....+D(n−m+1))
Claims (21)
- 加工ヘッド(3)に形成されている開口部(7)の縁部輪郭(9)を識別するための方法において、
前記開口部(7)を介して観察される、前記加工ヘッド(3)から距離を置いて設けられている基準面(8)の部分領域(21)と、前記開口部(7)を包囲する、前記加工ヘッド(3)における領域(22)と、をそれぞれが含んでいる複数の画像(B(n),B(n−1),...)を時間的に連続して撮影し、その際、前記画像(B(n),B(n−1),...)の撮影時点(n,n−1)間に、前記基準面(8)の輝度特性を変更し、
撮影された前記画像(B(n),B(n−1),...)の比較評価によって、前記縁部輪郭(9)を識別する、
ことを特徴とする、方法。 - 前記輝度特性を変更するために、前記基準面(8)と前記加工ヘッド(3)とを、相互に相対的に移動させる、請求項1に記載の方法。
- 前記基準面(8)は、加工すべきワークピース(4)の表面である、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記基準面(8)の前記輝度特性を変更するために、前記基準面(8)の照明を時間的に変更する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記開口部(7)を通過して出射される加工ビームに同軸の観察方向(23)に沿って、前記画像(B(n),B(n−1),...)を撮影する、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記開口部(7)を通過して出射される加工ビームに同軸の照明方向(15)に沿って、前記基準面(8)の照明を行う、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記比較評価の際に、撮影された前記画像のうちのそれぞれ2つの画像(B(n),B(n−1);B(n),B(n−2);B(n),B(n−3),...)から少なくとも1つの差分画像(D(n))を形成する、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの差分画像(D(n))を形成する前に、撮影された前記画像間における画像位置変化又は輝度変化を補償するための画像処理アルゴリズムを用いて、前記画像(B(n),B(n−1);B(n),B(n−2);B(n),B(n−3),...)を処理する、請求項7に記載の方法。
- 前記差分画像のうちの少なくとも2つの差分画像(D(n),D(n−1),...)から1つの結果画像(E(n))を形成し、該結果画像(E(n))について前記縁部輪郭(9)の識別を行う、請求項7又は8に記載の方法。
- 所定数(m)の、連続する撮影時点(n,n−1,...,n−m+1)に撮影された画像B(n)から、式:E(n)=B(n)−B(n−1)+B(n)−B(n−2)+...+B(n)−B(n−m+1)に従い、前記結果画像E(n)を形成する、請求項9に記載の方法。
- 所定数(m)の、異なる撮影時点(n,n−1,...)に撮影された差分画像(D(n),D(n−1),...)の平滑平均値として、前記結果画像(E(n))を形成する、請求項9に記載の方法。
- 前記結果画像(E(n))を、式:E(n)=α*E(n−1)+(1−α)*D(n)に従い形成する、但し、αは定数であり、D(n)は差分画像を表す、請求項9に記載の方法。
- 前記縁部輪郭(9)を識別するために、前記結果画像(E(n))をバイナリ画像(BI(n))に変換する、請求項9乃至12のいずれか1項に記載の方法。
- 前記縁部輪郭(9)を識別するために、前記結果画像(E(n))又は前記バイナリ画像(BI(n))において、幾何学識別のためのアルゴリズムを使用する、請求項13に記載の方法。
- 前記縁部輪郭(9)を識別するために、10個から50個の画像(B(n),B(n−1),...)を撮影する、請求項1乃至14のいずれか1項に記載の方法。
- コンピュータプログラムがデータ処理装置において実行される場合、請求項1乃至15のいずれか1項に記載の方法の全てのステップの実施に適合されているコード手段を有していることを特徴とする、コンピュータプログラム。
- 加工機械(1)において、
加工ヘッド(3)と、
前記加工ヘッド(3)における開口部(7)に形成されている縁部輪郭(9)と、
前記開口部(7)を介して観察される、前記加工ヘッド(3)から距離を置いて設けられている基準面(8)の部分領域(21)と、前記開口部(7)を包囲する、加工ヘッド(3)における領域(22)と、をそれぞれが含んでいる複数の画像(B(n),B(n−1),...)を時間的に連続して撮影する画像検出装置(13)と、
撮影された前記画像(B(n),B(n−1),...)の比較評価によって、前記縁部輪郭(9)を識別する評価装置(27)と、
を備えており、
前記加工機械(1)は、前記画像(B(n),B(n−1),...)の撮影時点間に前記基準面(8)の輝度特性を変更するように構成されている、
ことを特徴とする、加工機械(1)。 - 前記画像検出装置(13)は、観察方向(23)から少なくとも2つの画像(B(n),B(n−1),...)を撮影するための結像光学系(19)を有している、請求項17に記載の加工機械。
- 更に、照明方向(15)に沿って前記基準面(8)を照明する照明装置(14)を備えている、請求項17又は18に記載の加工機械。
- 更に、前記加工ヘッド(3)から距離を置いてワークピース(4)を載置するためのワークピース載置面(25)を備えている、請求項17乃至19のいずれか1項に記載の加工機械。
- 更に、前記ワークピース(4)と前記加工ヘッド(3)との間で相対運動を生じさせるための運動装置(24)を備えている、請求項20に記載の加工機械。
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