CN107803585A - 激光加工机及激光加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供激光加工机及激光加工方法，激光加工机具备：产生加工用的激光的激光振荡器；将来自激光振荡器的激光照射到工件的加工头；经由加工头对被照射了激光的工件进行拍摄的拍摄部；以及为了获取表示工件的加工状态的信息而从拍摄部拍摄的图像以激光的照射位置为基准提取特征量的图像处理部。

Description

激光加工机及激光加工方法

技术领域

本发明涉及激光加工机及激光加工方法。

背景技术

激光加工机用于工件的切割、焊接等。在激光加工机中，从提高工件的加工品质等观点出发，存在从拍摄加工中的工件的拍摄图像掌握加工状态的技术(例如，参照下述的专利文献1、2)。

专利文献1(日本特开平11-129083号公报)的激光加工机在加工头具备同轴观察型的微型相机。在专利文献1中，根据阈值对微型相机拍摄的图像进行二值化，并获取高亮度部分(熔池)的形状。另外，由图像处理部对所获取的形状进行图案匹配，并判断异常燃烧。在图案匹配中，离散地获取高亮度部分的每行的坐标，并基于这些坐标获取以加权系数相乘后的各个的和。将该和通过S型(sigmoid)函数进行转换而汇集为一个值，如果是阈值以下则判断为异常燃烧。另外，通过由神经网络进行机械学习来使加权系数最佳化。

专利文献2(日本特开平5-177374号公报)的激光加工机具有与激光加工光轴同轴的相机。在专利文献2中，通过监视器确认拍摄图像，并通过对拍摄图像的处理结果进行反馈来进行激光加工控制。另外，在监视器的画面上，通过对光标线移动用旋钮进行操作，来由光标线夹入测量对象的区域，并对光标线间的距离进行测量。另外，通过将拍摄图像二值化，将加工部图像及其以外的部分划分开，来使手动的尺寸测量自动化。

在如上述那样进行图案匹配的情况下，处理所需要的负荷大，存在例如处理需要长时间、处理装置的成本变高等担心。另外，当在监视器的画面上设定光标线的位置来测量尺寸的情况下，在测量的基准上存在任意性，由于测量结果随着例如测量对象的区域的选择、加工方向等发生变化，因此担心无法高精度地掌握加工状态。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够高精度地掌握加工状态并且能够降低其处理负荷的激光加工机及激光加工方法。

本发明的激光加工机具备：激光振荡器，产生加工用的激光；加工头，将来自激光振荡器的激光照射到工件；拍摄部，经由加工头对被照射了激光的工件进行拍摄；以及图像处理部，为了获取表示工件的加工状态的信息而从拍摄部拍摄的图像中以激光的照射位置为基准提取特征量。

本发明的激光加工方法，包含：产生加工用的激光；从加工头向工件照射激光；经由加工头对被照射了激光的工件进行拍摄；以及为了获取表示工件的加工状态的信息，从拍摄的图像中以激光的照射位置为基准提取特征量。

另外，可以如下构成：加工头在与工件平行的方向上与工件相对移动，具备图像旋转部，上述图像旋转部以激光的照射位置为中心使图像旋转，以使在图像中加工头与工件相对移动的相对移动方向成为基准方向。另外，可以如下构成：具备对加工头与工件的相对移动进行控制的控制部，图像旋转部从控制部获取相对移动方向，并决定使图像旋转的角度。另外，可以如下构成：具备将图像二值化的二值化部以及从二值化部进行了二值化的图像确定包含激光的照射位置的区域的区域确定部，图像处理部基于区域确定部所确定的区域提取特征量。另外，可以如下构成：具备设置于加工头的内部并以经由加工头的射出口对工件进行照射的方式来对激光进行引导的照射光学系统以及将经由射出口从工件进入到加工头内部的光引导到拍摄部的拍摄光学系统，拍摄光学系统以及照射光学系统共用至少一部分的光学部件。另外，具备沿光路方向驱动拍摄光学系统以及照射光学系统共用的光学部件的光学系统驱动部以及通过变更拍摄光学系统与拍摄部的相对距离来调整拍摄部的焦点的焦点调整部，在光学系统驱动部对光学部件进行了驱动的情况下，焦点调整部调整拍摄部的焦点。另外，在利用激光振荡器产生的激光进行工件的切割加工的情况下，在加工头停止的状态下利用激光振荡器产生的激光对工件进行形成通孔的穿孔处理，之后以通过穿孔处理形成的通孔为起点，进行一边使加工头移动一边利用激光振荡器产生的激光切割工件的切割处理，在进行穿孔处理的情况下，拍摄部对上述工件进行拍摄，图像处理部根据拍摄部拍摄的图像的亮度分布获取激光的照射位置。还可以如下构成：还具备通过对图像处理部提取出的特征量与阈值进行比较来判定利用激光振荡器产生的激光进行的上述工件的加工状态是否适当的加工状态判定部，在加工状态判定部判定为不适当的情况下，激光振荡器停止激光的产生，并停止工件的加工。

发明效果

根据本发明，由于以激光的照射位置为基准提取特征量，因此能够客观地提取特征量，能够高精度地掌握加工状态，并且能够降低其处理负荷。

另外，具备上述的图像旋转部的激光加工机由于以激光的照射位置为中心使图像旋转，因此能够降低旋转中心的选定所需要的负荷。另外，由于旋转中心确定，因此能够防止由于旋转中心的选择而使特征量发生变化，能够高精度地掌握加工状态。另外，图像旋转部从控制部获取相对移动方向的激光加工机与例如从图像获取相对移动方向的情况进行比较，能够高精度地获取相对移动方向，并且能够降低其处理的负荷。另外，由于使用来自控制部的相对移动方向来决定使图像旋转的角度，因此能够将旋转角度决定为高精度的值，并且能够降低其处理的负荷。另外，具备上述的二值化部的激光加工机由于从二值化了的图像提取特征量，因此能够降低其处理的负荷。另外，在被二值化了的图像中存在亮部变得离散的情况，但具备上述的区域确定部的激光加工机由于确定包含激光的照射位置的区域，因此能够以高精度且低负荷选择提取特征量的对象的区域。另外，上述的拍摄光学系统以及照射光学系统共用至少一部分的光学部件的激光加工机通过共用光学部件能够抑制部件个数的增加，实现节省空间、降低成本等。另外，当通过加工激光的焦点调整等驱动共用的光学部件时，拍摄部的焦点错开，但由于焦点调整部进行调整，因此针对加工激光以及拍摄部的任一个都能使焦点最佳化。另外，由于当加工头停止的穿孔处理时根据拍摄的图像的亮度分布获取激光的照射位置，因此与当加工头移动时获取激光的照射位置的情况相比，能够获取准确的照射位置。另外，通过对特征量和阈值进行比较能够判定加工状态是否适当，并在不适当的情况下停止加工，从而能够抑制无用的加工发生。

附图说明

图1是示出第1实施方式涉及的激光加工机的图。

图2是加工状态的说明图。

图3是示出第1实施方式涉及的图像处理部的图。

图4是示出图像旋转部的处理的图。

图5是示出二值化部、区域确定部、特征量提取部的处理的图。

图6是示出实施方式涉及的激光加工方法的流程图。

图7是示出第2实施方式涉及的激光加工机的图。

具体实施方式

以下，参考附图对实施方式进行说明。在以下的各图中，使用XYZ坐标系对图中的方向进行说明。在该XYZ坐标系中，以铅垂方向为Z方向，以水平方向为X方向、Y方向。并且，在各方向(例如X方向)上，将箭头的朝向称为+侧(例如+X侧)，将其相反的一侧称为-侧(例如-X侧)。

[第1实施方式]

图1是示出本实施方式涉及的激光加工机1的图。激光加工机1具备加工头2、加工头驱动部3、激光振荡器4、拍摄部5、图像处理部6(图像处理装置)、控制部7、加工状态判定部8、存储部9以及焦点调整部25。激光加工机1通过例如数值控制(NC)对工件W实施切割加工。控制部7依照例如数值控制程序综合控制激光加工机1的各部分。

加工头2具有喷管11，加工用的激光(以下称为加工用激光L1)通过形成在喷管11中的射出口(贯穿喷管11的通孔)的内侧而向工件W进行照射。加工头2能够在X方向、Y方向以及Z方向的各方向上与工件W相对地进行移动。加工头驱动部3具备移动部12以及光学系统驱动部13。加工头驱动部3由控制部7控制，利用移动部12使加工头2向X方向、Y方向以及Z方向的各方向移动。另外，加工头驱动部3由控制部7控制，利用光学系统驱动部13调整从喷管11照射的光的焦点。激光加工机1一边使加工头2相对于工件W相对地进行移动一边从加工头2的喷管11对工件W照射加工用激光L1，由此进行切割加工。

激光振荡器4产生例如红外激光来作为加工用激光L1。在加工头2的内部设置照射光学系统15，照射光学系统15通过将激光振荡器4产生的加工用激光L1向工件W引导来使该加工用激光L1通过喷管11的射出口对工件W进行照射。照射光学系统15具备光纤16、准直器17、光束分光器18以及聚光透镜19。光纤16的一端(光入射侧的端部)与激光振荡器4连接，其另一端(光射出侧的端部)与加工头2连接。来自激光振荡器4的加工用激光L1经由光纤16导入到加工头2。加工头2将来自激光振荡器4的加工用激光L1照射到工件W上。

准直器17将来自激光振荡器4的加工用激光L1变换成平行光或近似平行光。光束分光器18配置在通过准直器17的加工用激光L1入射的位置上。光束分光器18具有使加工用激光L1的至少一部分反射且使来自工件W的发射的光(以下称为发射光)的至少一部分透射的特性。光束分光器18例如为二向色镜、半透半反镜等。光束分光器18以相对于准直器17的光轴17a约45°的角度倾斜。光束分光器18越向+Z一侧越向+X一侧地倾斜。

聚光透镜19配置在来自光束分光器18的加工用激光L1入射的位置上。通过准直器17的加工用激光L1被光束分光器18反射，光路从X方向向Z方向(-Z一侧)弯折约90°，入射到聚光透镜19。聚光透镜19聚集来自准直器17的加工用激光L1。加工头驱动部3的光学系统驱动部13使聚光透镜19沿聚光透镜19的光轴19a移动，由此能够调整照射光学系统15的工件侧的焦点。

拍摄部5经由加工头2对被照射了加工用激光L1的工件W进行拍摄。拍摄部5具备拍摄光学系统21以及拍摄元件22。拍摄部5将通过加工用激光L1的照射而从工件W的一侧发射到加工头2的光(发射光)经由拍摄光学系统21而由拍摄元件22检测出。拍摄光学系统21将经由加工头2的喷管11中的光的射出口而从工件W进入到加工头2内部的光引导到拍摄部5。拍摄光学系统21具备聚光透镜19、光束分光器18、反射镜23以及成像透镜24。拍摄光学系统21以及照射光学系统15共用至少一部分的光学部件。在图1中，拍摄光学系统21与照射光学系统15共用聚光透镜19以及光束分光器18，能够与照射光学系统15同轴地观察工件W。

焦点调整部25由控制部7控制，对拍摄部5的焦点进行调整。具体而言，通过将拍摄光学系统21与拍摄元件22的相对距离变更成拍摄光学系统的光路方向，来调整拍摄元件22的焦点(成像透镜24的成像点与拍摄元件的光路方向的距离)。此外，为了变更上述相对距离，焦点调整部25使拍摄光学系统21与拍摄元件22的至少一方移动。由此，焦点调整部25可以仅使拍摄光学系统21的光学部件(成像透镜24)移动，也可以仅使拍摄元件22移动，或者使双方移动。

另外，即使通过光学系统驱动部13使聚光透镜19移动而成像透镜24的成像点发生变化，通过焦点调整部25对拍摄部5的焦点进行调整，也能够高精度地掌握加工状态。详细而言，在光学系统驱动部13使聚光透镜19移动以便调整加工用激光L1的照射点的情况下，由于拍摄光学系统21和照射光学系统15共用聚光透镜19，因此成像透镜24的成像点发生了变化。与此相对，焦点调整部25根据被光学系统驱动部13变更的聚光透镜19的位置来调整拍摄元件22的焦点，能够维持高精度的拍摄图像。因此，能够对工件高精度地进行激光加工，并且也能够高精度地掌握工件的加工状态。

来自工件W的发射光通过聚光透镜19入射到光束分光器18。发射光例如包含由于照射加工用激光L1而从熔融金属放射的光、因等离子体而产生的光以及加工用激光L1中的由工件W反射了的光。发射光的至少一部分通过光束分光器18入射到反射镜23。入射到反射镜23的发射光由反射镜23反射并入射到成像透镜24。成像透镜24将来自反射镜23的光聚光到拍摄元件22。成像透镜24以及聚光透镜19将工件W的像投影到拍摄元件22。

拍摄元件22例如是CCD或者CMOS图像传感器，对拍摄光学系统21形成的像进行拍摄。在拍摄元件22上设置有二维排列的多个像素，在各像素设置有光电二极管等受光元件。拍摄元件22依次读出通过光入射到受光元件而在各像素上产生的电荷(信号)，并将该信号进行放大、A/D转换并排列成图像形式，由此生成拍摄的图像(以下称为拍摄图像)的数字数据(以下称为拍摄图像数据)。拍摄元件22将生成的拍摄图像数据输出到图像处理部6。

图像处理部6与拍摄元件22通过有线或无线能够通信地连接。图像处理部6兼做拍摄元件22的控制部。图像处理部6与控制部7通过有线或无线能够通信地连接，并从控制部7接收意为执行拍摄的指令。图像处理部6根据来自控制部7的指令使拍摄元件22执行拍摄。

图像处理部6为了获取表示工件W的加工状态的信息，从拍摄部5所拍摄的图像中以激光的照射位置为基准提取特征量。图像处理部6从拍摄元件22获取拍摄图像数据，并通过使用了拍摄图像数据的图像处理生成与加工状态有关的信息(特征量)。图像处理部6从拍摄部5所拍摄的拍摄图像的一部分或对拍摄图像进行了处理的图像的一部分以加工用激光L1的照射位置为基准提取特征量。对拍摄图像进行了处理的图像例如是后面的图4、图5所示的旋转图像Im2、二值化图像Im3、确定图像Im4等。关于图像处理部6进行的各处理在后面参照图3到图5进行更详细地说明。图像处理部6将从拍摄图像提取出的特征量提供给控制部7。

加工状态判定部8例如设置于控制部7，获取从图像处理部6向控制部7提供的特征量。加工状态判定部8对图像处理部6提取的特征量和阈值进行比较来判定加工状态。

图2是加工状态的说明图。图2的(A)是适当的加工状态，图2的(B)是不适当的加工状态。工件W的、从加工头2入射加工用激光L1的部分熔融，形成切割槽。加工头2向在工件W中加工用激光L1所入射的部分的周围吹出辅助气体，熔融金属M由于从加工头2吹出的辅助气体而从切割槽向下方排出。

如图2的(A)所示，在加工状态适当的情况下，熔融金属M相对于加工头2的移动方向朝向后方侧并且朝向工件W的下方流动。如图2的(B)所示，在加工状态是不适当的情况下，存在熔融金属M与图2的(A)相比扩散并向工件W的下方流动的情况。另外，即使关于工件W上的熔融金属(未图示)也根据加工状态而不同，在不适当的加工状态下，存在熔融金属从切割槽溢出、并在工件W上扩展的情况。如图2的(A)、图2的(B)那样的加工状态的不同表现在图像处理部6提取的特征量上。上述的加工状态判定部8通过将特征量与阈值进行比较，例如判定加工状态是否是适当的。

此外，加工状态判定部8能够根据特征量的值将加工状态是适当的级别或者是不适当的级别区别为三个以上的阶段来评价。例如，加工状态判定部8可以对加工状态以“最佳”、“适当”、“不适当”三个阶段来评价。另外，加工状态判定部8可以将加工状态是适当的级别如1、2、3、…那样数值化表示。

图3是示出本实施方式涉及的图像处理部(图像处理装置)的图。图像处理部6具备图像旋转部31、二值化部32、区域确定部33以及特征量提取部34。在以下的说明中，适当地参照图4以及图5。图4是示出图像旋转部的处理的图。图5是示出二值化部、区域确定部、特征量提取部的处理的图。

如图3所示，图像处理部6使用在工件W中被照射加工用激光L1的位置(照射位置)的信息来进行图像处理。照射位置是加工用激光L1的中心的位置。拍摄图像上的照射位置例如是映现在拍摄图像中的加工用激光L1的光强度分布的重心位置。这样的照射位置例如能够如下求出：不使工件W和加工头2进行相对移动，从加工头2照射加工用激光L1来使工件W熔融，在该状态下拍摄元件22进行拍摄，根据该拍摄图像的亮度分布求出。照射位置的获取可以在当切割加工开始时形成穿孔(通孔)之际根据拍摄部对工件拍摄后的图像的亮度分布由图像处理部求出照射位置。此外，激光加工机1在进行工件的切割加工的情况下，在加工头2停止的状态下通过加工用激光L1在工件上形成了穿孔(通孔)之后(穿孔处理)，一边使加工头2移动一边以穿孔为起点利用加工用激光L1对工件进行切割(切割处理)。

另外，拍摄图像中的照射位置例如可以设为在图1的拍摄元件22的受光面中与成像透镜24(拍摄光学系统21)的光轴24a相交的位置。另外，以加工用激光L1通过加工头2的射出口的中心的方式进行设定，拍摄图像上的照射位置可以设为在拍摄图像中与射出口的中心相当的位置。照射位置的信息例如存储在图1的存储部9，控制部7从存储部9读出照射位置的信息，并将照射位置的信息提供给图像处理部6。此外，照射位置的信息可以由图像处理部6的存储部(未图示)进行存储，该情况下，控制部7可以不向图像处理部6提供照射位置的信息。

图像旋转部31以激光的照射位置为中心使图像旋转，以使在图像中加工头2与工件W相对移动的相对移动方向成为基准方向。相对移动方向是与由激光加工产生的切割槽(加工方向)平行的方向。控制部7对加工头2与工件W的相对移动进行控制，并保持有相对移动方向的信息。图像旋转部31从控制部7获取相对移动方向的信息，并决定使图像旋转的角度。

在图4中，基准方向是预先确定的方向，例如在拍摄图像Im1中是像素排列的方向(例如水平扫描方向、垂直扫描方向)。另外，相对移动方向以及拍摄图像Im1中的照射位置LP根据从控制部7提供的信息(参照图3)而已知。图像旋转部31计算基准方向的单位向量与相对移动方向的单位向量的内积，并计算基准方向与相对移动方向所成的角度(旋转角)。图像旋转部31将上述的计算结果决定为使拍摄图像Im1旋转的角度(旋转角)。然后，图像旋转部31以照射位置LP为中心使拍摄图像Im1旋转上述的旋转角，由此生成如图4的(B)所示的旋转图像Im2。

如图3所示，图像旋转部31将旋转图像的数据提供给二值化部32。二值化部32将图像二值化，并作为其处理结果将二值化了的图像(以下称为二值化图像)的数据提供给区域确定部33。二值化部32将旋转图像的各像素值与阈值进行比较，将像素值是阈值以上的像素由“白色”表示，将像素值小于阈值的像素由“黑色”表示，生成二值化图像。这样的二值化图像存在岛状的“白色”的区域被离散地表现的情况。

例如，图5的(A)的二值化图像Im3包含岛状的区域AR1～AR4。在二值化图像Im3中，区域AR1～AR4分别是“白色”的区域，其他的区域是“黑色”。图3的区域确定部33从二值化图像Im3确定(选择、决定、提取)包含加工用激光的照射位置LP的区域AR1(以下称为确定区域)。区域确定部33将确定区域AR1的信息提供给特征量提取部34。确定区域AR1的信息例如是将确定区域AR1以外的区域AR2～AR4由“黑色”置换后的确定图像的数据。

图3的特征量提取部34基于区域确定部33确定的区域提取特征量。例如，特征量提取部34从确定区域AR1提取特征量。即，确定区域AR1是提取特征量的对象的区域。特征量提取部34提取例如图5的(B)所示的确定区域AR1的尺寸作为特征量。在图5中，“宽度方向”是与“相对移动方向”垂直的方向，相当于切割槽的宽度方向。特征量提取部34在确定图像Im4中例如设定以加工用激光的照射位置LP为基准(例如原点)的相对移动方向以及宽度方向的坐标系，提取确定区域AR1的各种尺寸。

例如，特征量提取部34提取相对移动方向上的确定区域AR1的尺寸X1(长度)、宽度方向上的确定区域AR1的尺寸Y1(宽度)。另外，特征量提取部34在相对移动方向上相对于照射位置LP提取前方侧的部分(头部HD)的尺寸X2(长度)。另外，特征量提取部34提取头部HD的宽度方向上的尺寸Y2。另外，特征量提取部34在相对移动方向上提取从确定区域AR1的尺寸X1减去头部HD的尺寸X2后的尺寸。

另外，特征量提取部34进行使用了如上述的确定区域AR1的各部分的尺寸的四则运算，将其计算结果设为特征量。四则运算可以是仅进行和、差、积以及商中的一个的运算，也可以是进行和、差、积以及商中的两个以上的运算。例如，特征量提取部34针对确定区域AR1的各部分计算相对移动方向的尺寸与宽度方向的尺寸的和、差、积以及商的至少一个作为特征量。另外，特征量提取部34可以以将确定区域AR1的各部分的尺寸设为变量的函数来计算特征量。该函数可以是线性函数，也可以是非线性函数。

此外，代替从被二值化了的图像并从区域确定部33所确定的区域提取特征量，特征量提取部34可以从被二值化之前的图像提取特征量。例如，特征量提取部34可以从被二值化了的图像(参照图4的(B))基于区域确定部33所确定的区域决定应提取特征量的图像的范围，在被二值化前的图像中从上述的决定了的范围提取特征量。

如图3所示，特征量提取部34将所提取的特征量提供给控制部7，加工状态判定部8通过对该特征量和阈值进行比较来判定加工状态。上述的特征量的项目以能够区别为例如图2所示的适当的加工状态和不适当的加工状态的方式而被适当选择，可以是一个，也可以是两个以上。此外，激光加工机1可以不具备加工状态判定部8。例如，特征量提取部34将特征量显示在显示部等，操作者可以参酌被显示的特征量来判定加工状态。另外，取代判定加工状态的好坏，激光加工机1可以通过使用了特征量的反馈控制等来调整加工条件。

接着，基于上述的激光加工机1的构成对实施方式涉及的激光加工方法进行说明。图6是示出实施方式涉及的激光加工方法的流程图。这里以激光加工方法中的加工状态的判定方法为中心来进行说明。另外，对于激光加工机1的各部分适当参照图1，对于图像处理部6的各部分适当参照图3。

图1的拍摄部5在从加工头2照射了加工用激光L1的状态下经由加工头2对工件W进行拍摄。在步骤S1中，图像处理部6作为对由拍摄部5拍摄的拍摄图像的前处理而进行图像的切取、噪声消除。例如，图像处理部6切取拍摄图像的中央部，并对切取出的图像通过中值滤波器等进行噪声消除，并将处理后的图像用于后面的图像处理。

在步骤S2中，图像处理部6获取加工用激光L1的照射位置以及相对移动方向。例如，图像处理部6从控制部7获取照射位置的信息以及相对移动方向的信息。在步骤S3中，图像处理部6的图像旋转部31使用在步骤S2获取的照射位置的信息以及相对移动方向的信息以照射位置为中心使图像旋转(参照图4)。在步骤S4中，图像处理部6的二值化部32对图像旋转部31处理后的图像进行二值化(参照图5的(A))。在步骤S5中，图像处理部6的区域确定部33使用在步骤S2中获取的照射位置的信息从二值化图像Im3(参照图5的(A))确定包含照射位置LP的确定区域AR1。

在步骤S6中，特征量提取部34从区域确定部33所确定的确定区域AR1提取特征量(参照图5的(B))。例如，特征量提取部34提取确定区域AR1的各部分的尺寸，并进行使用了所提取的尺寸的四则运算。特征量提取部34将确定区域AR1的各部分的尺寸以及上述的四则运算的结果的至少一部分设为特征量。在步骤S7中，控制部7的加工状态判定部8将在步骤S6中特征量提取部34所提取的特征量与阈值进行比较，判定加工状态。控制部7例如使用步骤S7的判定结果来调整加工条件，并以调整后的加工条件执行激光加工。此外，控制部7可以不进行使用了步骤S7的判定结果的反馈控制(加工条件的调整)，例如从上述的步骤S1到步骤S7的处理可以作为检查来进行。该情况下，当在步骤S7中判定为不适当的加工的情况下，激光振荡器4停止产生加工用激光L1，激光加工机1停止加工。

此外，从步骤S3到步骤S5的处理的顺序能够适当变更。例如，二值化部32对进行旋转前的图像进行二值化处理，图像旋转部31可以使被二值化了的图像旋转。另外，区域确定部33根据旋转前的被二值化了的图像确定区域，图像旋转部31可以使被确定了的区域旋转。另外，图像处理部6可以不具备图像旋转部31，特征量提取部34可以从不被旋转的图像提取特征量。另外，图像处理部6可以不具备二值化部32，也可以不具备区域确定部33。另外，在本实施方式中，加工状态判定部8设置在控制部7，但是也可以设置在控制部7以外的部分(例如图像处理部6)。

[第2实施方式]

使用图7对第2实施方式进行说明。在本实施方式中，对与上述的实施方式同样的构成标注相同的符号并省略或者简化其说明。在本实施方式中，激光加工机1具备照明光源41以及照明光学系统42。照明光源41发出波长与加工用激光L1不同的光(例如可见光)作为照明光L2。照明光学系统42设置于加工头2的内部。照明光学系统42将在照明光源41产生的照明光L2朝向工件W引导，由此通过喷管11的射出口对工件W进行照射。

照明光学系统42包括准直器43、半透半反镜44、光束分光器18以及聚光透镜19。这里，照明光学系统42与照射光学系统15共用光束分光器18以及聚光透镜19，并经由聚光透镜19进行反射照明。照明光学系统42的光射出侧的光轴与照射光学系统15的射出侧的光轴是同轴，照明光L2通过与加工用激光L1相同的光路(与加工用激光L1共用的一部分光路)照射到工件W上。

准直器43配置在从照明光源41入射照明光L2的位置。准直器43将来自照明光源41的照明光L2转换成平行光或者接近平行光。在将照明光学系统42的焦点与工件的对象位置相匹配的情况下，准直器43例如配置为其焦点与照明光源41的位置一致。半透半反镜44配置在通过准直器43的照明光L2入射的位置。半透半反镜44是具有使照明光L2的一部分反射、使一部分透射的特性的反射透射部件。

通过准直器43的照明光L2的一部分被半透半反镜44反射，光路从X方向向Z方向(-Z侧)弯折约90°，并入射到光束分光器18。聚光透镜19配置在从光束分光器18入射照明光L2的位置。聚光透镜19聚集来自光束分光器18的加工用激光L1。利用照明光L2的照射而从工件W放射的发射光通过与由在图1中说明的加工用激光L1引起的发射光相同的光路在拍摄元件22中成像。拍摄部5在照明光L2照射到工件W的状态下对工件W进行拍摄。图像处理部6针对该拍摄图像进行边缘检测等图像处理，由此检测出切割槽的边缘，并将沿切割槽的方向确定为相对移动方向。在本实施方式中，代替从控制部7接受相对移动方向的信息，图像处理部6的图像旋转部31(参照图3)使用在上述的处理中确定的相对移动方向使图像旋转。

在上述的实施方式中，控制部7例如包含计算机系统。控制部7读出被存储在存储部9的程序，并按照该程序执行各种处理。该程序是被安装到激光加工机的计算机的图像处理程序，所述激光加工机具备产生加工用的激光的激光振荡器、将来自激光振荡器的激光经由加工头对工件进行照射的加工头、以及经由加工头对被照射了激光的工件进行拍摄的拍摄部，该程序使计算机执行以下处理：为了获取表示工件的加工状态的信息，从拍摄部拍摄的图像以激光的照射位置为基准提取特征量。该图像处理程序可以被记录到计算机能够读取的存储介质来提供。

在上述的实施方式中，图像处理装置(图像处理部6)是激光加工机的图像处理装置，所述激光加工机具备产生加工用的激光的激光振荡器、将来自激光振荡器的激光照射到工件的加工头、以及经由加工头对被照射了激光的工件进行拍摄的拍摄部，图像处理装置为了获取表示工件的加工状态的信息，从拍摄部拍摄的图像以激光的照射位置为基准提取特征量。

此外，本发明的技术范围并不局限于在上述实施方式等中说明过的方式。在上述实施方式等中说明过的要素的1个以上有时省略。并且，上述实施方式等中说明过的要素能够适当组合。并且，只要法令允许，援用上述实施方式等中引用的所有文献的公开内容作为本文记载的一部分。

Claims (9)

1.一种激光加工机，具备：

激光振荡器，产生加工用的激光；

加工头，将来自上述激光振荡器的上述激光照射到工件；

拍摄部，经由上述加工头对被照射了上述激光的上述工件进行拍摄；以及

图像处理部，为了获取表示上述工件的加工状态的信息，从上述拍摄部拍摄的图像中以上述激光的照射位置为基准提取特征量。

2.如权利要求1所述的激光加工机，其中，

上述加工头在与上述工件平行的方向上与上述工件相对移动，

上述激光加工机具备图像旋转部，上述图像旋转部以上述激光的照射位置为中心使上述图像旋转，以使在上述图像中上述加工头与上述工件相对移动的相对移动方向成为基准方向。

3.如权利要求2所述的激光加工机，其中，

上述激光加工机具备控制部，该控制部对上述加工头与上述工件的相对移动进行控制，

上述图像旋转部从上述控制部获取上述相对移动方向，并决定使上述图像旋转的角度。

4.如权利要求1至3中任一项所述的激光加工机，其中，

上述激光加工机具备：

二值化部，将上述图像二值化；以及

区域确定部，从上述二值化部进行了二值化的上述图像确定包含上述激光的照射位置的区域，

上述图像处理部基于上述区域确定部所确定的上述区域提取上述特征量。

5.如权利要求1至4中任一项所述的激光加工机，其中，

上述激光加工机具备：

照射光学系统，设置于上述加工头的内部，并以经由上述加工头的射出口对上述工件进行照射的方式对上述激光进行引导；以及

拍摄光学系统，将经由上述射出口从上述工件进入到加工头内部的光引导到上述拍摄部，

上述拍摄光学系统以及上述照射光学系统共用至少一部分的光学部件。

6.如权利要求5所述的激光加工机，其中，

上述激光加工机具备：

光学系统驱动部，沿着光路方向驱动上述拍摄光学系统以及上述照射光学系统共用的光学部件；以及

焦点调整部，通过变更上述拍摄光学系统与上述拍摄部的相对距离来调整上述拍摄部的焦点，

在上述光学系统驱动部对上述光学部件进行了驱动的情况下，上述焦点调整部调整上述拍摄部的焦点。

7.如权利要求1至6中任一项所述的激光加工机，其中，

在利用上述激光振荡器产生的激光进行上述工件的切割加工的情况下，

在上述加工头停止的状态下利用上述激光振荡器产生的激光对上述工件进行形成通孔的穿孔处理，之后以通过该穿孔处理形成的通孔为起点，进行一边使上述加工头移动一边利用上述激光振荡器产生的激光切割上述工件的切割处理，

在进行上述穿孔处理的情况下，上述拍摄部对上述工件进行拍摄，上述图像处理部根据上述拍摄部拍摄的图像的亮度分布获取上述激光的照射位置。

8.如权利要求1至7中任一项所述的激光加工机，其中，

上述激光加工机还具备加工状态判定部，该加工状态判定部通过对上述图像处理部提取出的特征量与阈值进行比较，判定利用上述激光振荡器产生的激光进行的上述工件的加工状态是否适当，

在上述加工状态判定部判定为不适当的情况下，上述激光振荡器停止激光的产生，从而停止上述工件的加工。

9.一种激光加工方法，包含：

产生加工用的激光；

从加工头向工件照射上述激光；

经由上述加工头对被照射了上述激光的上述工件进行拍摄；以及

为了获取表示上述工件的加工状态的信息，从上述拍摄的图像中以上述激光的照射位置为基准提取特征量。