JP7112296B2 - LASER TRACKING DEVICE AND METHOD OF CONTROLLING LASER TRACKING DEVICE - Google Patents

LASER TRACKING DEVICE AND METHOD OF CONTROLLING LASER TRACKING DEVICE Download PDF

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Description

本発明は、レーザ追尾装置およびレーザ追尾装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a laser tracking device and a control method for a laser tracking device.

従来、移動体に固定されたターゲットに対してレーザ光を照射し、ターゲットを追尾するようにレーザ光の照射方向を変更するレーザトラッカー等のレーザ追尾装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載のレーザトラッカーは、レーザ干渉計と、レーザ干渉計から出力されるレーザ光(出射光)の光軸方向を任意の方向に向ける二軸回転機構と、ターゲットとしての再帰反射体で反射された戻り光(反射光)の光軸のずれを検出する検出センサーとを備える。このレーザトラッカーは、検出センサーによって出射光と入射光とのずれを検出し、出射光と入射光とが同軸となるように二軸回転機構をフィードバック制御し、再帰反射体の中心に出射光が照射されるように追尾させる。
Conventionally, there is known a laser tracking device such as a laser tracker that irradiates a target fixed to a moving object with a laser beam and changes the irradiation direction of the laser beam so as to track the target (for example, Patent Document 1 reference).
The laser tracker described in Patent Document 1 includes a laser interferometer, a biaxial rotation mechanism for directing the optical axis direction of a laser beam (output light) output from the laser interferometer in an arbitrary direction, and a retroreflector as a target. and a detection sensor for detecting the deviation of the optical axis of the return light (reflected light) reflected by. This laser tracker uses a detection sensor to detect the deviation between the emitted light and the incident light, feedback-controls the biaxial rotation mechanism so that the emitted light and the incident light are coaxial, and the emitted light is placed at the center of the retroreflector. Make it track as it is illuminated.

特開2009-229066号公報JP 2009-229066 A

ところで、特許文献1等に記載のレーザトラッカーは、工作機械や三次元測定装置において、テーブルに対する主軸の動的位置を測定することに用いられる場合がある。このような場合、主軸に設けられたターゲットは一方向へ移動するのみではなく、一旦停止してから逆方向へ移動することがある。
しかし、特許文献1等に記載のレーザトラッカーでは、ターゲットが停止前とは逆方向に移動再開する場合、停止前と同じ方向に移動再開する場合に比べて、ターゲットの移動再開に応じる応答速度が遅く、ターゲットに対するレーザ光の追尾遅れ量が大きくなる。すなわち、特許文献1等に記載のレーザトラッカーでは、ターゲットが移動停止と移動再開を繰り返す際、ターゲットの移動方向に応じて追尾特性のばらつきが生じる。
By the way, the laser tracker described in Patent Document 1 and the like may be used to measure the dynamic position of the spindle with respect to the table in machine tools and three-dimensional measuring devices. In such a case, the target provided on the spindle may not only move in one direction, but also move in the opposite direction after temporarily stopping.
However, in the laser tracker described in Patent Document 1 and the like, when the target resumes moving in the direction opposite to that before it stopped, the response speed for resuming movement of the target is slower than when it resumes moving in the same direction as before it stopped. It is slow, and the tracking delay amount of the laser beam with respect to the target becomes large. That is, in the laser tracker described in Patent Document 1 and the like, when the target repeatedly stops moving and restarts moving, the tracking characteristics vary depending on the moving direction of the target.

本発明は、追尾特性のばらつきを抑制可能なレーザ追尾装置およびレーザ追尾装置の制御方法を提供することを目的する。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a laser tracking device and a method of controlling the laser tracking device that can suppress variations in tracking characteristics.

本発明のレーザ追尾装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射された出射光とターゲットで反射された反射光との光軸ずれ量を検出する光軸ずれ検出部と、入力されるトルク指令に基づいて前記レーザ光源を回転させる回転機構と、前記レーザ光源が回転する角速度を検出する角速度検出部と、前記光軸ずれ量に基づいて速度指令を出力する速度指令部と、前記速度指令と前記角速度との速度偏差を積分する積分器を有し、前記速度偏差の積分値に基づいて積分制御値を算出し、前記積分制御値を含む前記トルク指令を出力するトルク指令部と、前記光軸ずれ量および前記角速度の各絶対値がそれぞれ閾値以下に到達した場合に、前記積分器を初期状態にリセットするリセット部と、を備えることを特徴とする。 A laser tracking device of the present invention includes a laser light source that emits laser light, an optical axis shift detection unit that detects an optical axis shift amount between the emitted light emitted from the laser light source and the reflected light reflected by a target, a rotation mechanism that rotates the laser light source based on an input torque command; an angular velocity detection unit that detects the angular velocity at which the laser light source rotates; and a speed command unit that outputs a speed command based on the amount of optical axis deviation. a torque command that has an integrator that integrates a speed deviation between the speed command and the angular velocity, calculates an integral control value based on the integral value of the speed deviation, and outputs the torque command that includes the integral control value; and a reset unit that resets the integrator to an initial state when each of the absolute values of the optical axis deviation amount and the angular velocity reaches a threshold value or less.

本発明では、速度指令部が、光軸ずれ検出部に検出された光軸ずれ量に基づいて速度指令を出力し、トルク指令部が、角速度検出部に検出された角速度と速度指令との速度偏差を積分器によって積分する。そして、トルク指令部は、速度偏差の積分値に基づいて積分制御値を算出し、当該積分制御値を含むトルク指令を出力する。
ターゲットが移動開始した際、積分器が速度偏差の積分値を蓄積して積分制御値を増加させることにより、回転機構に始動トルクを発生させるトルク指令が出力される。これにより、レーザ光源がターゲットの動的位置を追尾するように、回転機構が駆動制御される。
In the present invention, the speed command unit outputs a speed command based on the optical axis shift amount detected by the optical axis shift detection unit, and the torque command unit outputs a speed command between the angular speed detected by the angular speed detection unit and the speed command. Integrate the deviation with an integrator. Then, the torque command section calculates an integral control value based on the integral value of the speed deviation, and outputs a torque command including the integral control value.
When the target starts moving, the integrator accumulates the integral value of the speed deviation and increases the integral control value, thereby outputting a torque command for generating starting torque in the rotating mechanism. Thereby, the rotation mechanism is driven and controlled so that the laser light source tracks the dynamic position of the target.

ここで、仮に、従来技術と同様に積分器がリセットされない場合、ターゲットが移動を一旦停止した後においても、積分器は回転機構に始動トルクを発生させるために蓄積した積分値を維持しており、積分制御値は、0(リセット値)ではなく所定値に維持される。
よって、ターゲットが移動停止前とは逆の方向に移動再開する場合、トルク指令部は、所定値に維持されている積分制御値を、当該所定値とは正負が逆の値(回転機構に逆方向の始動トルクを発生させる値)にまで変化させる必要がある。このため、ターゲットが移動再開してから回転機構が始動するまでにかかる時間が、初回のターゲット移動開始時と比べて長くなる。
一方、ターゲットが移動停止前と同じ方向に移動再開する場合、トルク指令部は、所定値に維持されていた積分制御値を利用できるため、回転機構を回転させるためのトルク指令を即座に出力できる。このため、ターゲットが移動再開してから回転機構が始動するまでにかかる時間が、初回のターゲット移動開始時と比べて短くなる。
Here, if the integrator is not reset as in the prior art, the integrator would maintain the integrated value accumulated for generating the starting torque in the rotating mechanism even after the target stops moving. , the integral control value is maintained at a predetermined value instead of 0 (the reset value).
Therefore, when the target resumes moving in the direction opposite to that before the movement was stopped, the torque command unit sets the integral control value maintained at the predetermined value to a value opposite in sign to the predetermined value (inversely to the rotation mechanism). value that generates starting torque in the direction). For this reason, the time required from the resumption of movement of the target to the start of the rotation mechanism is longer than when the movement of the target is started for the first time.
On the other hand, when the target resumes moving in the same direction as before it stopped moving, the torque command section can use the integral control value maintained at the predetermined value, so it can immediately output a torque command for rotating the rotating mechanism. . Therefore, the time required from the resumption of movement of the target to the start of the rotation mechanism is shorter than when the movement of the target is started for the first time.

これに対して、本発明では、リセット部が光軸ずれ量および角速度の各絶対値が各閾値以下に到達した場合に、積分器を初期状態にリセットする。なお、光軸ずれ量および角速度の各閾値は、任意に設定できるが、例えば回転機構が回転を停止する直前に到達する範囲内に設定してもよいし、0に設定してもよい。
このような構成によれば、ターゲットが移動を一旦停止した後、停止前と逆の方向に移動再開する場合、または、停止前とは同じ方向に移動再開する場合のいずれであっても、トルク指令部は、積分制御値をリセット値から変化させればよい。このため、ターゲットが移動再開してから回転機構が始動するまでにかかる時間、すなわちターゲットの移動再開に応じる応答速度は、上記両者の場合で互いに等しくなる。これにより、レーザトラッカーでは、ターゲットの移動方向による追尾特性のばらつきが抑制される。
In contrast, in the present invention, the reset unit resets the integrator to the initial state when the absolute values of the optical axis shift amount and the angular velocity reach the respective threshold values or less. The thresholds for the amount of optical axis deviation and the angular velocity can be set arbitrarily.
According to such a configuration, after the target temporarily stops moving, the torque will The command section may change the integral control value from the reset value. Therefore, the time taken from the resumption of movement of the target to the start of the rotation mechanism, that is, the response speed in response to the resumption of movement of the target is the same in both cases. As a result, in the laser tracker, variations in tracking characteristics depending on the moving direction of the target are suppressed.

本発明のレーザ追尾装置において、前記リセット部は、前記光軸ずれ量および前記角速度がそれぞれ0に到達した場合に、前記積分器をリセットすることが好ましい。
本発明では、ターゲットが移動停止せず一方向への移動を継続する場合には、積分制御値が維持されるため、応答性の低下を抑制できる。
In the laser tracking device of the present invention, it is preferable that the reset unit resets the integrator when the optical axis shift amount and the angular velocity each reach zero.
In the present invention, when the target does not stop moving and continues to move in one direction, the integral control value is maintained, thereby suppressing a decrease in responsiveness.

本発明のレーザ追尾装置の制御方法は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射された出射光とターゲットで反射された反射光との光軸ずれ量を検出する光軸ずれ検出部と、入力されるトルク指令に基づいて前記レーザ光源を回転させる回転機構と、前記レーザ光源が回転する角速度を検出する角速度検出部と、前記光軸ずれ量に基づいて速度指令を出力する速度指令部と、前記速度指令と前記角速度との速度偏差を積分する積分器を有し、前記速度偏差の積分値に基づいて積分制御値を算出し、前記積分制御値を含む前記トルク指令を出力するトルク指令部と、を備えるレーザ追尾装置において、前記光軸ずれ量および前記角速度の各絶対値がそれぞれ閾値以下に到達した場合に、前記積分器を初期状態にリセットする処理を実施することを特徴とする。
本発明によれば、上述した本発明のレーザ追尾装置による効果と同様の効果を奏することができる。
A control method for a laser tracking device according to the present invention includes a laser light source that emits laser light, and optical axis deviation detection that detects an optical axis deviation amount between the emitted light emitted from the laser light source and the reflected light reflected by a target. a rotation mechanism that rotates the laser light source based on the input torque command; an angular velocity detection unit that detects the angular velocity at which the laser light source rotates; and a speed that outputs a speed command based on the optical axis deviation amount. and an integrator that integrates a speed deviation between the speed command and the angular velocity, calculates an integral control value based on the integral value of the speed deviation, and outputs the torque command including the integral control value. and a torque command unit for performing a process of resetting the integrator to an initial state when each of the absolute values of the optical axis deviation amount and the angular velocity reaches a threshold value or less. Characterized by
According to the present invention, the same effects as those of the above-described laser tracking device of the present invention can be obtained.

本発明の一実施形態に係るレーザトラッカーの構成を示す模式図。1 is a schematic diagram showing the configuration of a laser tracker according to one embodiment of the present invention; FIG. 本実施形態のレーザトラッカーの内部構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the laser tracker of this embodiment; 本実施形態のレーザトラッカーの第1駆動制御部を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing the first drive control section of the laser tracker of the embodiment; 本実施形態のレーザトラッカーの第2駆動制御部を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing a second drive control section of the laser tracker of the embodiment; 本実施形態のレーザトラッカーにおける駆動制御方法を示すフローチャート。4 is a flow chart showing a drive control method in the laser tracker of the present embodiment; 比較例におけるターゲットの位置、第1モータの角速度、光軸ずれ量、および、トルク指令について、経時変化の例を示すグラフである。7 is a graph showing an example of temporal changes in the position of the target, the angular velocity of the first motor, the amount of optical axis deviation, and the torque command in the comparative example. 比較例におけるターゲットの位置、第1モータの角速度、光軸ずれ量、および、トルク指令について、経時変化の他の例を示すグラフである。8 is a graph showing another example of temporal changes of the position of the target, the angular velocity of the first motor, the amount of optical axis deviation, and the torque command in the comparative example. 本実施形態におけるターゲットの位置、第1モータの角速度、光軸ずれ量、および、トルク指令について、経時変化の例を示すグラフである。5 is a graph showing an example of temporal changes in the position of the target, the angular velocity of the first motor, the amount of optical axis deviation, and the torque command in this embodiment.

以下、本発明の一実施形態について説明する。
図1において、本実施形態のレーザトラッカー1は、三次元空間を移動するターゲット6の動的位置を追尾しつつ、レーザトラッカー1からターゲット6までの距離を測長する装置である。
ターゲット6は、例えばレトロリフレクタなどの再帰反射体であり、移動機構(図示省略)のヘッド5に装着される。移動機構がヘッド5を駆動することにより、ターゲット6は三次元空間を移動する。移動機構の具体例としては、ヘッド5としての主軸をテーブルに対して三次元移動させる工作機械や三次元測定装置等が挙げられる。
An embodiment of the present invention will be described below.
In FIG. 1, the laser tracker 1 of this embodiment is a device that measures the distance from the laser tracker 1 to the target 6 while tracking the dynamic position of the target 6 moving in three-dimensional space.
The target 6 is, for example, a retroreflector such as a retroreflector, and is attached to the head 5 of a moving mechanism (not shown). The moving mechanism drives the head 5 to move the target 6 in three-dimensional space. Specific examples of the moving mechanism include a machine tool, a three-dimensional measuring device, and the like that three-dimensionally move the main shaft as the head 5 with respect to the table.

[レーザトラッカー1の構成]
図1および図2を参照して、レーザトラッカー1の構成について説明する。
レーザトラッカー1は、二軸回転機構2と、二軸回転機構2によって支持されたレーザ干渉計3と、二軸回転機構2を駆動制御する制御部4と備える。
[Configuration of laser tracker 1]
The configuration of the laser tracker 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
The laser tracker 1 includes a biaxial rotation mechanism 2 , a laser interferometer 3 supported by the biaxial rotation mechanism 2 , and a controller 4 that drives and controls the biaxial rotation mechanism 2 .

二軸回転機構2は、図1に示すように、ベース21、第1支持部22および第2支持部23を備える。
ベース21は、例えば工作機械や三次元測定装置等のステージ上に載置(または固定)される。
第1支持部22は、ベース21によって軸A1を回転中心として回転可能に支持されている。軸A1は、例えば、ステージの上面に対して直交する軸となる。
第2支持部23は、第1支持部22によって軸A2を回転中心として回転可能に支持されている。軸A2は、軸A1に対して交差(本実施形態では直交)する軸である。
軸A1と軸A2との交点は、レーザトラッカー1における測定基準点となる。
The biaxial rotation mechanism 2 includes a base 21, a first support portion 22 and a second support portion 23, as shown in FIG.
The base 21 is placed (or fixed) on a stage of a machine tool, a three-dimensional measuring device, or the like.
The first support portion 22 is rotatably supported by the base 21 about the axis A1. The axis A1 is, for example, an axis orthogonal to the upper surface of the stage.
The second support portion 23 is supported by the first support portion 22 so as to be rotatable about the axis A2. The axis A2 is an axis that intersects (orthogonally in this embodiment) the axis A1.
The intersection of the axis A1 and the axis A2 is the measurement reference point in the laser tracker 1. FIG.

また、二軸回転機構2は、図2に示すように、第1駆動部24および第2駆動部25を備える。
第1駆動部24は、第1支持部22を回転駆動する第1モータ241と、第1支持部22の回転角を検出する第1エンコーダ242とを有する。第1エンコーダ242は、所定の原点位置からの第1支持部22の回転角(方位角θ)を検出する。
第2駆動部25は、第2支持部23を回転駆動する第2モータ251と、第2支持部23の回転角を検出する第2エンコーダ252とを有する。第2エンコーダ252は、所定の原点位置からの第2支持部23の回転角(仰角φ)を検出する。
The biaxial rotation mechanism 2 also includes a first drive section 24 and a second drive section 25, as shown in FIG.
The first driving section 24 has a first motor 241 that rotationally drives the first support section 22 and a first encoder 242 that detects the rotation angle of the first support section 22 . The first encoder 242 detects the rotation angle (azimuth angle θ) of the first support portion 22 from a predetermined origin position.
The second drive section 25 has a second motor 251 that rotationally drives the second support section 23 and a second encoder 252 that detects the rotation angle of the second support section 23 . The second encoder 252 detects the rotation angle (elevation angle φ) of the second support portion 23 from the predetermined origin position.

レーザ干渉計3は、図1に示すように、二軸回転機構2の第2支持部23に支持されている。レーザ干渉計3の姿勢は、第1支持部22および第2支持部23の各回転によって変更される。具体的には、レーザ干渉計3によるレーザ光の出射方向は、第1支持部22の回転によって方位角が変更され、第2支持部23の回転によって仰角が変更される。 The laser interferometer 3 is supported by the second support portion 23 of the biaxial rotation mechanism 2, as shown in FIG. The attitude of the laser interferometer 3 is changed by each rotation of the first support section 22 and the second support section 23 . Specifically, the direction in which the laser beam is emitted from the laser interferometer 3 is changed in azimuth by the rotation of the first support 22 and changed in elevation by the rotation of the second support 23 .

また、レーザ干渉計3は、図2に示すように、レーザ光源31、受光部32および光軸ずれ検出部33を備える。
レーザ光源31は、任意の方角(方位角θ、仰角φ)に向けてレーザ光(出射光Lo)を出射する。ターゲット6で再帰反射されたレーザ光(反射光Lr)は、レーザ干渉計3に入射する。
受光部32は、出射光Loと反射光Lrとの干渉光を受光して、干渉光に応じた受光信号を制御部4に出力する。
Further, the laser interferometer 3 includes a laser light source 31, a light receiving section 32, and an optical axis deviation detection section 33, as shown in FIG.
The laser light source 31 emits laser light (output light Lo) in an arbitrary direction (azimuth θ, elevation angle φ). The laser light retroreflected by the target 6 (reflected light Lr) enters the laser interferometer 3 .
The light receiving unit 32 receives interference light between the emitted light Lo and the reflected light Lr, and outputs a light reception signal corresponding to the interference light to the control unit 4 .

光軸ずれ検出部33は、出射光Loと反射光Lrとの間の光軸ずれ量を検出し、制御部4に出力する。光軸ずれ検出部33が検出する光軸ずれ量は、第1支持部22の回転方向(方位角方向)の光軸ずれ量d1と、第2支持部23の回転方向(仰角方向)の光軸ずれ量d2(図1参照)とを含んでいる。
なお、光軸ずれ検出部33の具体的構成については、従来の構成を利用できる。例えば特開2007-309677号公報に記載された構成を採用する場合、光軸ずれ検出部33は、出射光Loと反射光Lrとのそれぞれを半透過鏡によって光スポット位置検出素子に反射させ、光スポット位置検出素子における出射光Loのスポット位置と反射光Lrのスポット位置との位置のずれ量を検出する。
The optical axis deviation detection unit 33 detects the amount of optical axis deviation between the emitted light Lo and the reflected light Lr, and outputs the detected amount to the control unit 4 . The optical axis deviation amount detected by the optical axis deviation detection unit 33 is the optical axis deviation amount d1 in the rotation direction (azimuth direction) of the first support part 22 and the optical axis deviation amount d1 in the rotation direction (elevation angle direction) of the second support part 23. and an axis deviation amount d2 (see FIG. 1).
A conventional configuration can be used for the specific configuration of the optical axis deviation detection unit 33 . For example, when adopting the configuration described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-309677, the optical axis deviation detection unit 33 reflects each of the emitted light Lo and the reflected light Lr to the light spot position detection element by a semi-transmissive mirror, A positional deviation amount between the spot position of the emitted light Lo and the spot position of the reflected light Lr in the light spot position detecting element is detected.

制御部4は、図2に示すように、レーザ干渉計3および二軸回転機構2にそれぞれ接続されており、測長部41、第1駆動制御部42および第2駆動制御部43を有する。
測長部41は、レーザ干渉計3からの受光信号に基づいて測定基準点からターゲット6までの距離を演算する。
The controller 4 is connected to the laser interferometer 3 and the biaxial rotation mechanism 2, respectively, as shown in FIG.
The length measurement unit 41 calculates the distance from the measurement reference point to the target 6 based on the received light signal from the laser interferometer 3 .

第1駆動制御部42および第2駆動制御部43は、レーザ干渉計3から出射されるレーザ光がターゲット6を追尾するように二軸回転機構2を駆動制御する。
具体的には、第1駆動制御部42が、方位角方向に対し、光軸ずれ量d1に基づいて第1モータ241を駆動制御する。第2駆動制御部43は、仰角方向に対し、光軸ずれ量d2に基づいて第2モータ251を駆動制御する。
The first drive control unit 42 and the second drive control unit 43 drive and control the biaxial rotation mechanism 2 so that the laser light emitted from the laser interferometer 3 tracks the target 6 .
Specifically, the first drive control unit 42 drives and controls the first motor 241 based on the optical axis shift amount d1 in the azimuth direction. The second drive control unit 43 drives and controls the second motor 251 in the elevation direction based on the optical axis shift amount d2.

[駆動制御部の構成]
次に、第1駆動制御部42および第2駆動制御部43の各構成について説明する。なお、第1駆動制御部42および第2駆動制御部43は、駆動制御対象が異なること以外、ほぼ同様の構成を有する。このため、以下では、図3を参照して、主に第1駆動制御部42について説明する。
[Configuration of Drive Control Unit]
Next, each configuration of the first drive control section 42 and the second drive control section 43 will be described. Note that the first drive control section 42 and the second drive control section 43 have substantially the same configuration except that the drive control targets are different. Therefore, the first drive control unit 42 will be mainly described below with reference to FIG.

図3に示すように、第1駆動制御部42は、角速度検出部421、速度指令部422、トルク指令部423およびリセット部424を有している。
角速度検出部421は、第1エンコーダ242により検出された方位角θの変化から、レーザ干渉計3の軸A1周りの回転角度(回転量)を算出し、単位時間当たりの回転角度からレーザ干渉計3の角速度(回転速度)ω1を算出する。
As shown in FIG. 3 , the first drive control section 42 has an angular velocity detection section 421 , a speed command section 422 , a torque command section 423 and a reset section 424 .
The angular velocity detector 421 calculates the rotation angle (rotation amount) of the laser interferometer 3 about the axis A1 from the change in the azimuth angle θ detected by the first encoder 242, and detects the laser interferometer from the rotation angle per unit time. The angular velocity (rotational velocity) ω1 of 3 is calculated.

速度指令部422は、光軸ずれ検出部33から受信した光軸ずれ量d1と目標値0との位置偏差に基づいた比例制御によって、第1モータ241の目標速度を示す角速度指令ωr1を算出する。 The speed command unit 422 calculates an angular speed command ωr1 indicating the target speed of the first motor 241 by proportional control based on the positional deviation between the optical axis shift amount d1 received from the optical axis shift detection unit 33 and the target value 0. .

トルク指令部423は、角速度検出部421に検出された角速度ω1と角速度指令ωr1との速度偏差に基づいた比例積分制御によって、第1モータ241に発生させるトルクに応じたトルク指令Te1を算出する。
具体的には、トルク指令部423は、角速度ω1と角速度指令ωr1との差である速度偏差を算出し、当該速度偏差を比例制御指令とする。また、速度偏差の積分値を算出し、当該積分値に対して積分ゲインを乗算することによって、積分制御値を算出する。そして、積分制御値と比例制御指令との和に対して所定のゲインを乗算することによってトルク指令Te1を算出し、第1モータ241に出力する。
ここで、トルク指令部423は、速度偏差の積分値を演算するための積分器44を含んで構成されている。
The torque command unit 423 calculates a torque command Te1 corresponding to the torque generated by the first motor 241 by proportional integral control based on the speed deviation between the angular speed ω1 detected by the angular speed detection unit 421 and the angular speed command ωr1.
Specifically, the torque command unit 423 calculates a speed deviation, which is the difference between the angular speed ω1 and the angular speed command ωr1, and uses the speed deviation as the proportional control command. Also, an integral control value is calculated by calculating an integral value of the speed deviation and multiplying the integral value by an integral gain. By multiplying the sum of the integral control value and the proportional control command by a predetermined gain, the torque command Te1 is calculated and output to the first motor 241 .
Here, the torque command section 423 includes an integrator 44 for calculating the integrated value of the speed deviation.

以上の構成によれば、光軸ずれ量d1が0になるように算出されたトルク指令Te1が第1モータ241に入力される。第1モータ241は、入力されたトルク指令Te1に応じたトルクを発生し、第1支持部22を回転駆動する。これにより、第1支持部22の回転方向(方位角方向)において、出射光Loがターゲット6を追尾することができる。 According to the above configuration, the torque command Te1 calculated so that the optical axis shift amount d1 becomes 0 is input to the first motor 241 . The first motor 241 generates torque corresponding to the input torque command Te1, and rotationally drives the first support portion 22 . This allows the emitted light Lo to track the target 6 in the rotation direction (azimuth direction) of the first support portion 22 .

リセット部424は、積分器44の積分コンデンサの電荷を放電するリセット回路を含んで構成されており、光軸ずれ量d1および角速度ω1がそれぞれ0に到達したタイミングにおいて、トルク指令部423の積分器44を初期状態にリセットする。
リセット部424により積分器44がリセットされると、積分器44が算出する速度偏差の積分値は0になり、当該積分値に積分ゲインを乗算して算出される積分制御値も0になる。
The reset unit 424 includes a reset circuit that discharges the electric charge of the integration capacitor of the integrator 44. At the timing when the optical axis shift amount d1 and the angular velocity ω1 each reach 0, the integrator of the torque command unit 423 44 to its initial state.
When the integrator 44 is reset by the reset unit 424, the integral value of the speed deviation calculated by the integrator 44 becomes 0, and the integral control value calculated by multiplying the integral gain by the integral value also becomes 0.

以上の説明は、方位角θを仰角φに、光軸ずれ量d1を光軸ずれ量d2に読み替えて、第2駆動制御部43に適用できる。
具体的には、図4に示すように、第2駆動制御部43は、角速度検出部431、速度指令部432、トルク指令部433およびリセット部434を有している。角速度検出部431は、第2エンコーダ252により検出された仰角φの変化から仰角方向の角速度ω2を算出し、速度指令部432は、光軸ずれ量d2に基づいて角速度指令ωr2を算出する。トルク指令部433は、角速度ω2および角速度指令ωr2に基づいて、第2モータ251へのトルク指令Te2を算出する。リセット部434は、光軸ずれ量d2および角速度ω2がそれぞれ0に到達したタイミングにおいて、トルク指令部433の積分器45を初期状態にリセットする。
The above description can be applied to the second drive control unit 43 by replacing the azimuth angle θ with the elevation angle φ and the optical axis offset amount d1 with the optical axis offset amount d2.
Specifically, as shown in FIG. 4 , the second drive control section 43 has an angular velocity detection section 431 , a speed command section 432 , a torque command section 433 and a reset section 434 . The angular velocity detector 431 calculates an angular velocity ω2 in the elevation direction from the change in the elevation angle φ detected by the second encoder 252, and the velocity command part 432 calculates an angular velocity command ωr2 based on the optical axis deviation d2. The torque command unit 433 calculates a torque command Te2 for the second motor 251 based on the angular velocity ω2 and the angular velocity command ωr2. The reset unit 434 resets the integrator 45 of the torque command unit 433 to the initial state at the timing when the optical axis shift amount d2 and the angular velocity ω2 each reach zero.

[駆動制御方法]
図5に示すフローチャートを参照し、第1駆動制御部42を例として、第1モータ241の駆動制御方法について説明する。
図5に示すように、レーザトラッカー1を起動すると、第1駆動制御部42は、方位角方向において、出射光Loと反射光Lrとの光軸ずれ量d1が0になるように、第1モータ241を駆動制御し、出射光Loの出射方向を調整してターゲット6に位置合わせする(ステップS1)。
[Drive control method]
A drive control method for the first motor 241 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 5, taking the first drive control unit 42 as an example.
As shown in FIG. 5, when the laser tracker 1 is activated, the first drive control unit 42 controls the first drive control unit 42 so that the optical axis shift amount d1 between the emitted light Lo and the reflected light Lr becomes zero in the azimuth angle direction. The motor 241 is driven and controlled to adjust the emitting direction of the emitted light Lo and align it with the target 6 (step S1).

その後、第1駆動制御部42は、検出したターゲット6に対してレーザ光を追尾させる制御を開始する(ステップS2)。具体的には、角速度検出部421、速度指令部422およびトルク指令部423によって、光軸ずれ量d1が0になるように算出したトルク指令Te1を出力し、第1モータ241の駆動を制御する。 After that, the first drive control unit 42 starts controlling the laser beam to track the detected target 6 (step S2). Specifically, the angular velocity detection unit 421, the speed command unit 422, and the torque command unit 423 output the torque command Te1 calculated so that the optical axis shift amount d1 becomes 0, and control the driving of the first motor 241. .

追尾制御中、リセット部424は、光軸ずれ量d1が0になったか否かを判断し(ステップS3)、YESの場合、角速度ω1が0になったか否かを判断する(ステップS4)。ステップS4においてYESの場合、リセット部424は、積分器44を初期状態にリセットし(ステップS5)、ステップS3に戻る。
すなわち、追尾制御中、リセット部424は、光軸ずれ量d1および角速度ω1の監視を継続し、両方の値が0になった場合に積分器44をリセットすることを繰り返す。
なお、ステップS3とステップS4とは逆の順序であってもよい。また、以上の説明は、第2駆動制御部43による第2モータ251の駆動制御方法に対しても適用できる。
During tracking control, the reset unit 424 determines whether or not the optical axis deviation amount d1 has become 0 (step S3), and if YES, determines whether or not the angular velocity ω1 has become 0 (step S4). In the case of YES in step S4, the reset unit 424 resets the integrator 44 to the initial state (step S5), and returns to step S3.
That is, during tracking control, the reset unit 424 continues to monitor the optical axis deviation amount d1 and the angular velocity ω1, and repeats resetting the integrator 44 when both values become zero.
The order of steps S3 and S4 may be reversed. Moreover, the above description can also be applied to the drive control method of the second motor 251 by the second drive control section 43 .

[比較例との比較]
本実施形態におけるレーザトラッカー1の追尾特性について、比較例を用いて具体的に説明する。
なお、比較例のレーザトラッカーは、本実施形態のリセット部424,434を備えないこと以外、本実施形態と同様の構成を備えるものとし、本実施形態と同じ符号を利用して説明を行う。また、以下では、第1モータ241を駆動制御する際の追尾特性を例として説明する。
[Comparison with Comparative Example]
The tracking characteristics of the laser tracker 1 according to this embodiment will be specifically described using a comparative example.
Note that the laser tracker of the comparative example has the same configuration as that of the present embodiment except that it does not have the reset units 424 and 434 of the present embodiment, and will be described using the same reference numerals as those of the present embodiment. In the following, the tracking characteristics when driving and controlling the first motor 241 will be described as an example.

まず、比較例のレーザトラッカーについて説明する。
図6において、任意の時刻t0にてターゲット6が一方向に移動開始し、光軸ずれ量d1の絶対値が増加した場合、トルク指令Te1は、光軸ずれ量d1を0にするように算出されて増加する。トルク指令Te1により発生するトルクが始動トルクを超えたとき(時刻t1)、第1モータ241が始動し、角速度ω1の絶対値が増加を始める。なお、トルク指令Te1は、積分器44が速度偏差の積分値を蓄積して積分制御値を増加させることにより、始動トルクを超える値となる。
ここで、ターゲット6が移動開始した時刻から第1モータ241が始動する時刻までの時間を始動準備時間とする場合、時刻t0から時刻t1までが始動準備時間Tp11となる。
そして、角速度ω1が所定速度に達した後(時刻t2後)、比例制御されたトルク指令Te1により、角速度ω1が安定し、光軸ずれ量d1が一定の追尾遅れ量D11で推移する。
First, a comparative laser tracker will be described.
In FIG. 6, when the target 6 starts moving in one direction at an arbitrary time t0 and the absolute value of the optical axis deviation d1 increases, the torque command Te1 is calculated so that the optical axis deviation d1 becomes 0. be increased. When the torque generated by the torque command Te1 exceeds the starting torque (time t1), the first motor 241 starts and the absolute value of the angular velocity ω1 starts increasing. Note that the torque command Te1 becomes a value exceeding the starting torque as a result of the integrator 44 accumulating the integral value of the speed deviation and increasing the integral control value.
Here, when the time from the time when the target 6 starts moving to the time when the first motor 241 is started is the start preparation time, the time from time t0 to time t1 is the start preparation time Tp11.
After the angular velocity ω1 reaches a predetermined speed (after time t2), the proportionally controlled torque command Te1 stabilizes the angular velocity ω1, and the optical axis shift amount d1 changes at a constant tracking delay amount D11.

任意の時刻t3にてターゲット6の移動が停止した場合、光軸ずれ量d1および角速度ω1がそれぞれ0に収束し始める。ここで、光軸ずれ量d1および角速度ω1の各値が0に到達する時刻を時刻t4とする。 When the movement of the target 6 stops at an arbitrary time t3, the optical axis shift amount d1 and the angular velocity ω1 both start to converge to zero. Here, the time when each value of the optical axis shift amount d1 and the angular velocity ω1 reaches 0 is defined as time t4.

一方、トルク指令Te1の絶対値は、ターゲット6の移動が停止した時刻t3から減少を開始するが、0に収束する様子はなく、時刻t4においても所定値を維持している。
これは、積分器44が、始動トルクを発生させるために蓄積した積分値を維持していることに起因する。すなわち、時刻t4において、トルク指令Te1の成分である比例制御指令および積分制御値のうち、比例制御指令は0に収束しているが、積分制御値は所定値を維持している。
On the other hand, the absolute value of the torque command Te1 starts decreasing at time t3 when the movement of the target 6 stops, but does not appear to converge to 0, and maintains a predetermined value even at time t4.
This is because the integrator 44 maintains an accumulated integrated value for generating starting torque. That is, at time t4, of the proportional control command and the integral control value, which are components of the torque command Te1, the proportional control command converges to 0, but the integral control value maintains a predetermined value.

その後、任意の時刻t5にてターゲット6が停止前と同じ方向に移動再開した場合、積分器44には積分値が蓄積されているため、トルク指令Te1は、小幅の変化によって、始動トルクを超えるトルクを発生させる値となり、第1モータ241が始動する(時刻t6)。この場合の始動準備時間Tp12(時刻t5から時刻t6)は、初回の始動準備時間Tp11(時刻t0から時刻t1)よりも短くなる。また、移動再開後のターゲット6の速度が初回移動時の速度と同じ場合、移動再開後の追尾遅れ量D12は、初回の追尾遅れ量D11よりも小さくなる。 After that, when the target 6 resumes moving in the same direction as before the stop at an arbitrary time t5, the torque command Te1 exceeds the starting torque by a small change because the integrated value is accumulated in the integrator 44. It reaches a value that generates torque, and the first motor 241 starts (time t6). The start preparation time Tp12 (time t5 to time t6) in this case is shorter than the initial start preparation time Tp11 (time t0 to time t1). Further, when the speed of the target 6 after resuming movement is the same as the speed at the time of initial movement, the tracking delay amount D12 after resuming movement is smaller than the initial tracking delay amount D11.

一方、図7に示すように、任意の時刻t5にてターゲット6が停止前とは逆方向に移動再開した場合、トルク指令Te1は、プラス側(またはマイナス側)の所定値からマイナス側(またはプラス側)の所定値(第1モータ241に逆方向の始動トルクを発生させる値)にまで変化する。この変化のための時間により、始動準備時間Tp13(時刻t5からt6)は、初回の始動準備時間Tp11(時刻t0から時刻t1)よりも長くなる。また、移動再開後のターゲット6の速度が初回移動時の速度と同じ場合、移動再開後の追尾遅れ量D13は、初回の追尾遅れ量D11よりも大きくなる。 On the other hand, as shown in FIG. 7, when the target 6 resumes moving in the direction opposite to that before the stop at an arbitrary time t5, the torque command Te1 changes from a predetermined value on the plus side (or minus side) to the minus side (or positive side) (the value that causes the first motor 241 to generate starting torque in the opposite direction). Due to the time required for this change, the start preparation time Tp13 (time t5 to t6) becomes longer than the initial start preparation time Tp11 (time t0 to time t1). Further, when the speed of the target 6 after the resumption of movement is the same as the speed at the time of the initial movement, the tracking delay amount D13 after the resumption of movement is larger than the initial tracking delay amount D11.

以上のように、比較例のレーザトラッカーでは、ターゲット6が停止前とは逆方向に移動再開する場合、停止前と同じ方向に移動再開する場合に比べて、ターゲット6の移動再開に応じる第1モータ241の応答速度が遅くなる。また、移動再開後のターゲット6の速度が初回移動時の速度と同じ場合であっても、ターゲット6に対する追尾遅れ量が大きくなる。 As described above, in the laser tracker of the comparative example, when the target 6 resumes moving in the direction opposite to that before the stop, compared to when the target 6 resumes moving in the same direction as before the stop, the first The response speed of the motor 241 slows down. Further, even if the speed of the target 6 after the resumption of movement is the same as the speed at the time of the initial movement, the amount of tracking delay with respect to the target 6 increases.

次に、本実施形態のレーザトラッカー1について説明する。
本実施形態では、図8に示すように、ターゲット6が移動停止して光軸ずれ量d1および角速度ω1の各値が0に到達する時刻t4の直前まで、比較例と同様の駆動制御が行われる。具体的には、トルク指令Te1の絶対値は、ターゲット6の移動が停止した時刻t3から減少を開始するが、0に収束する様子はなく、時刻t4の直前まで所定以上の積分制御値を維持している。
Next, the laser tracker 1 of this embodiment will be described.
In this embodiment, as shown in FIG. 8, the same drive control as in the comparative example is performed until just before time t4 when the target 6 stops moving and each value of the optical axis shift amount d1 and the angular velocity ω1 reaches zero. will be Specifically, the absolute value of the torque command Te1 starts decreasing at time t3 when the movement of the target 6 stops, but does not appear to converge to 0, and maintains an integral control value of a predetermined value or more until immediately before time t4. is doing.

しかし、本実施形態では、時刻t4にて光軸ずれ量d1および角速度ω1の各値が0に到達すると、リセット部424が上述したステップS3~S5の処理を実施する。これにより、時刻t4において、トルク指令Te1は0になる。 However, in this embodiment, when each value of the optical axis shift amount d1 and the angular velocity ω1 reaches 0 at time t4, the reset unit 424 performs the above-described steps S3 to S5. As a result, the torque command Te1 becomes 0 at time t4.

その後、任意の時刻t5にて、ターゲット6が移動再開したとき、積分器44はリセットされた状態にある。このため、ターゲット6が停止前と同じ方向に移動再開する場合(図8中の点線)、および、ターゲット6が停止前とは逆方向に移動再開する場合(図8中の実線)のいずれの場合であっても、トルク指令Te1は初期値の0から変化する。そして、トルク指令Te1により発生するトルクが始動トルクを超えたとき(時刻t6)、第1モータ241が始動する。 After that, at arbitrary time t5, when the target 6 resumes movement, the integrator 44 is in a reset state. Therefore, when the target 6 resumes moving in the same direction as before the stop (dotted line in FIG. 8), or when the target 6 resumes moving in the direction opposite to that before stopping (the solid line in FIG. 8). Even in this case, the torque command Te1 changes from the initial value of 0. Then, when the torque generated by the torque command Te1 exceeds the starting torque (time t6), the first motor 241 is started.

このような本実施形態では、図8における点線または実線のいずれの場合であっても、第1モータ241が始動するための始動準備時間Tp2(時刻t5からt6)は、初回の始動準備時間Tp1(時刻t0から時刻t1)と等しくなる。すなわち、ターゲット6の移動再開に応じる第1モータ241の応答速度は、両者の場合で互いに等しくなる。
また、移動再開後のターゲット6の速度が初回移動時の速度と同じ場合、図8における点線または実線のいずれの場合であっても、ターゲット6が移動再開した後の追尾遅れ量D2a,D2bは、初回の追尾遅れ量D1と等しくなる。
したがって、本実施形態のレーザトラッカー1では、比較例のレーザトラッカーと比べて、ターゲット6の移動方向による追尾特性のばらつきが抑制される。
In this embodiment, regardless of whether the dashed line or the solid line in FIG. (from time t0 to time t1). That is, the response speed of the first motor 241 in response to resumption of movement of the target 6 is the same in both cases.
Further, when the speed of the target 6 after resuming movement is the same as the speed at the time of initial movement, the tracking delay amounts D2a and D2b after the resumption of movement of the target 6 are , equal to the initial tracking delay amount D1.
Therefore, in the laser tracker 1 of the present embodiment, variations in tracking characteristics due to the moving direction of the target 6 are suppressed as compared with the laser tracker of the comparative example.

[本実施形態の効果]
本実施形態のレーザトラッカー1において、リセット部424は、光軸ずれ量d1および角速度ω1の各絶対値が0に到達した場合に積分器44を初期状態にリセットする。同様に、リセット部434は、光軸ずれ量d2および角速度ω2の各絶対値が0に到達した場合に積分器45を初期状態にリセットする。
このため、ターゲット6が停止前と逆の方向に移動再開する場合、または、停止前と同じ方向に移動再開する場合のいずれの場合であっても、トルク指令部423,433は、積分制御値をリセット値から変化させればよい。このため、本実施形態のレーザトラッカー1において、ターゲット6の移動再開に応じる応答速度は、上記両者の場合で互いに等しくなる。これにより、レーザトラッカー1では、ターゲット6の移動方向による追尾特性のばらつきが抑制される。
また、本実施形態では、ターゲット6が移動停止せず一方向への移動を継続する場合には、積分制御値が維持されるため、応答性の低下を抑制できる。
[Effect of this embodiment]
In the laser tracker 1 of this embodiment, the reset unit 424 resets the integrator 44 to the initial state when the absolute values of the optical axis shift amount d1 and the angular velocity ω1 reach zero. Similarly, the reset unit 434 resets the integrator 45 to the initial state when the absolute values of the optical axis shift amount d2 and the angular velocity ω2 reach zero.
Therefore, the torque command units 423 and 433 are set to the integral control value should be changed from the reset value. For this reason, in the laser tracker 1 of the present embodiment, the response speeds for restarting the movement of the target 6 are the same in both cases. As a result, in the laser tracker 1, variations in tracking characteristics due to the moving direction of the target 6 are suppressed.
Further, in the present embodiment, when the target 6 does not stop moving and continues to move in one direction, the integral control value is maintained, so it is possible to suppress a decrease in responsiveness.

[変形例]
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲の変形等は本発明に含まれるものである。
[Modification]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes modifications and the like within the scope of achieving the object of the present invention.

上記実施形態において、リセット部424は、光軸ずれ量d1および角速度ω1が0に到達した場合に、積分器44をリセットするが、本発明はこれに限られない。
例えば、リセット部424は、光軸ずれ量d1および角速度ω1の各絶対値がそれぞれ閾値以下に到達した場合に、積分器44をリセットしてもよい。なお、光軸ずれ量d1および角速度ω1の各閾値は、任意に設定できるが、例えば第1モータ241が回転を停止する直前に到達する値に設定してもよい。
このような変形例では、第1モータ241が完全に回転を停止する前に積分器44をリセットすることで、ターゲット6が移動再開してから回転機構が始動するまでにかかる時間をより短縮できる。
In the above embodiment, the reset unit 424 resets the integrator 44 when the optical axis shift amount d1 and the angular velocity ω1 reach zero, but the present invention is not limited to this.
For example, the reset unit 424 may reset the integrator 44 when the absolute values of the optical axis shift amount d1 and the angular velocity ω1 each reach a threshold value or less. The threshold values of the optical axis shift amount d1 and the angular velocity ω1 can be arbitrarily set, but they may be set to values reached immediately before the first motor 241 stops rotating, for example.
In such a modified example, by resetting the integrator 44 before the first motor 241 completely stops rotating, it is possible to shorten the time required from when the target 6 resumes movement to when the rotation mechanism starts. .

また、上記実施形態において、リセット部424は、光軸ずれ量d1および角速度ω1の各絶対値が0に到達し、その後、光軸ずれ量d1が直前とは正負逆の値に変化した場合に、積分器44をリセットしてもよい。なお、積分器44をリセットするタイミングは、光軸ずれ量d1が直前とは正負逆の値に変化したことを検出した直後のタイミングであることが好ましい。
このような変形例では、ターゲット6が停止前と同じ方向に移動再開する場合、積分制御値がリセットされず、積分制御値は蓄積された所定値から変化する。このため、ターゲット6の移動再開に応じる応答速度を、初回のターゲット移動開始時よりも向上できる。一方、ターゲット6が停止前とは逆の方向に移動再開する場合、リセット部424は、光軸ずれ量d1が直前とは正負逆の値に変化したことを検出したタイミングで積分器44をリセットする。これにより、積分制御値をリセット値から変化させることができるため、積分器44をリセットせずに積分制御値が所定値から比例積分制御により変化する場合よりも、ターゲット6の移動再開に応じる応答速度を向上できる。
上記変形例では、ターゲット6が停止前と同じ方向に移動再開する場合と、ターゲット6が停止前とは逆の方向に移動再開する場合との間で、ターゲット6を追尾する応答速度の差異があるが、当該差異は従来技術よりも低減されたものである。
このため、ターゲット6が停止前と同じ方向に移動再開する場合における応答速度を重視する場合には、このような変形例をとってもよい。
Further, in the above-described embodiment, the reset unit 424 resets when the absolute values of the optical axis shift amount d1 and the angular velocity ω1 reach 0 and then the optical axis shift amount d1 changes to a value opposite to that immediately before. , may reset the integrator 44 . It should be noted that the timing for resetting the integrator 44 is preferably the timing immediately after detecting that the optical axis shift amount d1 has changed to a value opposite to that immediately before.
In such a modification, when the target 6 resumes moving in the same direction as before the stop, the integral control value is not reset and changes from the accumulated predetermined value. Therefore, the response speed for resuming the movement of the target 6 can be improved more than when the target movement is started for the first time. On the other hand, when the target 6 resumes moving in the direction opposite to that before it stopped, the reset unit 424 resets the integrator 44 at the timing when it detects that the optical axis shift amount d1 has changed to a value opposite to that immediately before. do. As a result, since the integral control value can be changed from the reset value, the response to the resumption of movement of the target 6 is faster than the case where the integral control value is changed from the predetermined value by the proportional integral control without resetting the integrator 44. Can improve speed.
In the above modified example, there is a difference in the response speed for tracking the target 6 between when the target 6 resumes moving in the same direction as before it stopped and when the target 6 resumes moving in the opposite direction to that before it stopped. However, the difference is reduced from the prior art.
For this reason, such a modified example may be adopted when emphasizing the response speed when the target 6 resumes moving in the same direction as before the stop.

なお、リセット部424について上述した各変形例は、リセット部434についても同様に適用できる。 It should be noted that each modified example described above for the reset section 424 can also be applied to the reset section 434 in the same manner.

上記実施形態において、レーザトラッカー1は、レーザ干渉計3を回転させる二軸回転機構2を有するものであるが、本発明はこれに限られない。すなわち、レーザトラッカー1は、レーザ干渉計3を回転させる一軸回転機構を有していてもよく、レーザ光の出射方向は、方位角または仰角いずれかが変更されてもよい。 In the above embodiment, the laser tracker 1 has the biaxial rotation mechanism 2 that rotates the laser interferometer 3, but the present invention is not limited to this. That is, the laser tracker 1 may have a uniaxial rotation mechanism that rotates the laser interferometer 3, and either the azimuth angle or the elevation angle of the laser beam emission direction may be changed.

上記実施形態では、本発明のレーザ追尾装置として、ターゲット6に対してレーザ光を追尾させて、ターゲット6と測定基準点との距離を計測するレーザトラッカー1を例示したが、これに限定されない。例えば、本発明のレーザ追尾装置は、測長機能を有さず、ターゲット6を追尾するのみの装置であってもよい。 In the above embodiment, the laser tracker 1 that measures the distance between the target 6 and the measurement reference point by causing the target 6 to track the laser beam was exemplified as the laser tracking device of the present invention, but the present invention is not limited to this. For example, the laser tracking device of the present invention may be a device that only tracks the target 6 without the length measurement function.

本発明は、ターゲットに対してレーザ光を追尾させるレーザ追尾装置およびレーザトラッカー等に利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a laser tracking device, a laser tracker, or the like that tracks a target with a laser beam.

1…レーザトラッカー、2…二軸回転機構、21…ベース、22…第1支持部、23…第2支持部、24…第1駆動部、241…第1モータ、242…第1エンコーダ、25…第2駆動部、251…第2モータ、252…第2エンコーダ、3…レーザ干渉計、31…レーザ光源、32…受光部、33…光軸ずれ検出部、4…制御部、41…測長部、42…第1駆動制御部、43…第2駆動制御部、421,431…角速度検出部、422,432…速度指令部、423,433…トルク指令部、424,434…リセット部、44…積分器、5…ヘッド、6…ターゲット、A1,A2…軸、d1,d2…光軸ずれ量、D1,D2a,D2b,D11,D12,D13…追尾遅れ量、Lo…出射光、Lr…反射光、t1~t5…時刻、Te1,Te2…トルク指令、θ…方位角、φ…仰角、ω1,ω2…角速度、ωr1,ωr2…角速度指令。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Laser tracker, 2... Biaxial rotation mechanism, 21... Base, 22... First support part, 23... Second support part, 24... First drive part, 241... First motor, 242... First encoder, 25 2nd driving part 251 2nd motor 252 2nd encoder 3 laser interferometer 31 laser light source 32 light receiving part 33 optical axis deviation detection part 4 control part 41 measurement Long part 42... First drive control part 43... Second drive control part 421, 431... Angular velocity detection part 422, 432... Speed command part 423, 433... Torque command part 424, 434... Reset part, 44... Integrator, 5... Head, 6... Target, A1, A2... Axes, d1, d2... Optical axis deviation amount, D1, D2a, D2b, D11, D12, D13... Tracking delay amount, Lo... Output light, Lr Reflected light t1 to t5 Time Te1, Te2 Torque command θ Azimuth angle φ Elevation angle ω1, ω2 Angular velocity ωr1, ωr2 Angular velocity command.

Claims (3)

レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射された出射光とターゲットで反射された反射光との光軸ずれ量を検出する光軸ずれ検出部と、
入力されるトルク指令に基づいて前記レーザ光源を回転させる回転機構と、
前記レーザ光源が回転する角速度を検出する角速度検出部と、
前記光軸ずれ量に基づいて速度指令を出力する速度指令部と、
前記速度指令と前記角速度との速度偏差を積分する積分器を有し、前記速度偏差の積分値に基づいて積分制御値を算出し、前記積分制御値を含む前記トルク指令を出力するトルク指令部と、
前記光軸ずれ量および前記角速度の各絶対値がそれぞれ閾値以下に到達した場合に、前記積分器を初期状態にリセットするリセット部と、を備えることを特徴とするレーザ追尾装置。
a laser light source that emits laser light;
an optical axis deviation detection unit that detects an optical axis deviation amount between the emitted light emitted from the laser light source and the reflected light reflected by the target;
a rotating mechanism that rotates the laser light source based on an input torque command;
an angular velocity detector that detects the angular velocity of rotation of the laser light source;
a speed command unit that outputs a speed command based on the amount of optical axis deviation;
A torque command unit that has an integrator that integrates a speed deviation between the speed command and the angular velocity, calculates an integral control value based on the integral value of the speed deviation, and outputs the torque command that includes the integral control value. When,
and a reset unit that resets the integrator to an initial state when each of the absolute values of the optical axis deviation amount and the angular velocity reaches a threshold value or less.
請求項1に記載のレーザ追尾装置であって、
前記リセット部は、前記光軸ずれ量および前記角速度がそれぞれ0に到達した場合に、前記積分器をリセットすることを特徴とするレーザ追尾装置。
The laser tracking device according to claim 1,
The laser tracking device, wherein the reset unit resets the integrator when the optical axis shift amount and the angular velocity each reach zero.
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射された出射光とターゲットで反射された反射光との光軸ずれ量を検出する光軸ずれ検出部と、
入力されるトルク指令に基づいて前記レーザ光源を回転させる回転機構と、
前記レーザ光源が回転する角速度を検出する角速度検出部と、
前記光軸ずれ量に基づいて速度指令を出力する速度指令部と、
前記速度指令と前記角速度との速度偏差を積分する積分器を有し、前記速度偏差の積分値に基づいて積分制御値を算出し、前記積分制御値を含む前記トルク指令を出力するトルク指令部と、を備えるレーザ追尾装置において、
前記光軸ずれ量および前記角速度の各絶対値がそれぞれ閾値以下に到達した場合に、前記積分器を初期状態にリセットする処理を実施することを特徴とするレーザ追尾装置の制御方法。
a laser light source that emits laser light;
an optical axis deviation detection unit that detects an optical axis deviation amount between the emitted light emitted from the laser light source and the reflected light reflected by the target;
a rotating mechanism that rotates the laser light source based on an input torque command;
an angular velocity detector that detects the angular velocity of rotation of the laser light source;
a speed command unit that outputs a speed command based on the amount of optical axis deviation;
A torque command unit that has an integrator that integrates a speed deviation between the speed command and the angular velocity, calculates an integral control value based on the integral value of the speed deviation, and outputs the torque command that includes the integral control value. and, in a laser tracking device comprising:
A method of controlling a laser tracking device, comprising resetting the integrator to an initial state when each of the absolute values of the optical axis deviation amount and the angular velocity reaches a threshold value or less.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN112764012B (en) * 2020-12-23 2024-04-26 武汉高德红外股份有限公司 Photoelectric pod tracking simulation test device and system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009229066A (en) 2008-03-19 2009-10-08 Mitsutoyo Corp Estimation method of distance between tracking type laser interferometer and target, and tracking type laser interferometer
JP2013505452A (en) 2009-09-21 2013-02-14 ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド Laser aiming mechanism
JP2014021758A (en) 2012-07-19 2014-02-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Positioning control device, driving control system, positioning control method and control device
JP2018025483A (en) 2016-08-10 2018-02-15 株式会社ミツトヨ Method and device for adjusting feedback gain of tracking type laser interferometer

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2638594B2 (en) * 1986-11-08 1997-08-06 フアナツク株式会社 Digital servo system
JPH06289915A (en) * 1993-03-31 1994-10-18 Toyoda Mach Works Ltd Digital servo controller

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009229066A (en) 2008-03-19 2009-10-08 Mitsutoyo Corp Estimation method of distance between tracking type laser interferometer and target, and tracking type laser interferometer
JP2013505452A (en) 2009-09-21 2013-02-14 ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド Laser aiming mechanism
JP2014021758A (en) 2012-07-19 2014-02-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Positioning control device, driving control system, positioning control method and control device
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