JP2594578B2 - 非接触ならい制御装置 - Google Patents
非接触ならい制御装置Info
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- JP2594578B2 JP2594578B2 JP62267356A JP26735687A JP2594578B2 JP 2594578 B2 JP2594578 B2 JP 2594578B2 JP 62267356 A JP62267356 A JP 62267356A JP 26735687 A JP26735687 A JP 26735687A JP 2594578 B2 JP2594578 B2 JP 2594578B2
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- distance measuring
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザ光を使用して、モデルを非接触状態で
ならってワークを加工する非接触ならい制御装置に関
し、特にレーザ距離測定器の回転角を制御するようにし
た非接触ならい制御装置に関する。
ならってワークを加工する非接触ならい制御装置に関
し、特にレーザ距離測定器の回転角を制御するようにし
た非接触ならい制御装置に関する。
従来、ならい加工はモデルをトレーサヘッドに設けら
れたスタイラスで接触させてならい、トレーサヘッドか
らの信号によって、機械のテーブル等を移動させて、ワ
ークを加工するならい制御方式が広く使用されている。
れたスタイラスで接触させてならい、トレーサヘッドか
らの信号によって、機械のテーブル等を移動させて、ワ
ークを加工するならい制御方式が広く使用されている。
一方、レーザ距離測定器のような、レーザ光を使用し
て、非接触で距離を測定することが簡単に可能になり、
従来のトレーサヘッドの替わりにレーザ距離測定器を使
用したならい制御装置が実現可能になってきた。
て、非接触で距離を測定することが簡単に可能になり、
従来のトレーサヘッドの替わりにレーザ距離測定器を使
用したならい制御装置が実現可能になってきた。
この測定原理はレーザ光軸上の測定範囲にある物体上
の反射光を光軸に対して、所定の角度の開口部を持つ受
光部内のポジションセンサ上に像を結ばせ、ポジション
センサの出力電流により基準位置からの光像までの距離
を演算する方式である。
の反射光を光軸に対して、所定の角度の開口部を持つ受
光部内のポジションセンサ上に像を結ばせ、ポジション
センサの出力電流により基準位置からの光像までの距離
を演算する方式である。
第５図にレーザ距離測定器の測定原理を示す。図にお
いて、３はレーザ距離測定器であり、11はレーザ駆動回
路であり、12は半導体レーザ発振器であり、レーザ光を
発振出力する。13はレーザ光を絞るための投光レンズで
ある。10aはモデルの位置であり、10aが基準点であり、
10bが基準点より上であり、10cが基準点より下である。
15は受光レンズであり、レーザ光の反射光を受光して、
集光する。集光されたレーザ光はポジションセンサ16に
投光される。ポジションセンサ16はレーザ光の投光され
る位置を電気信号に変換する素子であり、図のように被
測定物が基準点にあるときは、その中心にレーザ光があ
たり、被測定物が上にあるときはポジションセンサ16の
右下方向へ移動し、逆の場合は左上方向に移動し、これ
を電気信号として出力して、アンプ17a及び17bで増幅
し、変換回路18で距離に比例した出力信号Elとして出力
する。
いて、３はレーザ距離測定器であり、11はレーザ駆動回
路であり、12は半導体レーザ発振器であり、レーザ光を
発振出力する。13はレーザ光を絞るための投光レンズで
ある。10aはモデルの位置であり、10aが基準点であり、
10bが基準点より上であり、10cが基準点より下である。
15は受光レンズであり、レーザ光の反射光を受光して、
集光する。集光されたレーザ光はポジションセンサ16に
投光される。ポジションセンサ16はレーザ光の投光され
る位置を電気信号に変換する素子であり、図のように被
測定物が基準点にあるときは、その中心にレーザ光があ
たり、被測定物が上にあるときはポジションセンサ16の
右下方向へ移動し、逆の場合は左上方向に移動し、これ
を電気信号として出力して、アンプ17a及び17bで増幅
し、変換回路18で距離に比例した出力信号Elとして出力
する。
このレーザ距離測定器３をトレーサヘッドとして使用
し、Ｘ、Ｙ軸は数値指令によって、連続制御し、Ｚ軸を
レーザ距離測定器３からの距離信号によって、Ｚ軸の変
位量とし、この変位量が０になるようにモデル表面に対
する追跡制御を行う。
し、Ｘ、Ｙ軸は数値指令によって、連続制御し、Ｚ軸を
レーザ距離測定器３からの距離信号によって、Ｚ軸の変
位量とし、この変位量が０になるようにモデル表面に対
する追跡制御を行う。
しかし、レーザ距離測定器では検出精度を上げるため
には、レーザ光軸と反射光の受光軸とのなす角度をある
程度大きくしなければならず、そのため測定ヘッドの受
光部が張り出し、ならい制御装置のトレーサヘッドとし
て使用した場合、レーザ距離測定器とモデルとの干渉が
生じる。
には、レーザ光軸と反射光の受光軸とのなす角度をある
程度大きくしなければならず、そのため測定ヘッドの受
光部が張り出し、ならい制御装置のトレーサヘッドとし
て使用した場合、レーザ距離測定器とモデルとの干渉が
生じる。
またモデル面の傾斜が急になるか、あるいはモデル面
の向く方向、すなわち法線方向がレーザ光軸と受光軸で
構成される面と不一致な場合、レーザ距離測定器の受光
部に入射する光量が減少し、測定精度が低下し、使用で
きるモデルの形状は限定されたものになる。
の向く方向、すなわち法線方向がレーザ光軸と受光軸で
構成される面と不一致な場合、レーザ距離測定器の受光
部に入射する光量が減少し、測定精度が低下し、使用で
きるモデルの形状は限定されたものになる。
本発明の目的は上記問題点を解決し、レーザ距離測定
器の回転角を制御するようにした非接触ならい制御装置
を提供することにある。
器の回転角を制御するようにした非接触ならい制御装置
を提供することにある。
本発明では上記の問題点を解決するために、モデルを
非接触状態でならってワークを加工する非接触ならい制
御装置において、Ｚ軸方向に投光部からレーザ光を発射
し、Ｚ軸に対して傾斜している受光軸を持つ受光部でモ
デル表面からのレーザ反射光を受光し、モデルと測定器
間のＺ軸方向の距離を測定するレーザ距離測定器と、前
記レーザ反射光のレーザ反射光量を測定する測定手段
と、前記レーザ反射光量が最大になるように前記レーザ
距離測定器の回転角を制御する回転角制御手段と、Ｚ軸
を前記レーザ距離測定器で測定した前記モデルまでの距
離に従ってならい動作を実行するならい制御手段と、を
有することを特徴とする非接触ならい制御装置が、提供
される。
非接触状態でならってワークを加工する非接触ならい制
御装置において、Ｚ軸方向に投光部からレーザ光を発射
し、Ｚ軸に対して傾斜している受光軸を持つ受光部でモ
デル表面からのレーザ反射光を受光し、モデルと測定器
間のＺ軸方向の距離を測定するレーザ距離測定器と、前
記レーザ反射光のレーザ反射光量を測定する測定手段
と、前記レーザ反射光量が最大になるように前記レーザ
距離測定器の回転角を制御する回転角制御手段と、Ｚ軸
を前記レーザ距離測定器で測定した前記モデルまでの距
離に従ってならい動作を実行するならい制御手段と、を
有することを特徴とする非接触ならい制御装置が、提供
される。
レーザ距離測定器からの光量を測定して、この受光量
が常に最大になるように、レーザ距離測定器の回転角を
制御する。
が常に最大になるように、レーザ距離測定器の回転角を
制御する。
レーザ距離測定器は、ほぼＺ軸方向にレーザ光を発射
し、受光部の受光軸はＺ軸に対して傾斜しているので、
レーザ距離測定器の方向はほぼモデル表面の法線方向に
向き、モデル表面の向きによる反射レーザ光量の影響は
最小限になる。
し、受光部の受光軸はＺ軸に対して傾斜しているので、
レーザ距離測定器の方向はほぼモデル表面の法線方向に
向き、モデル表面の向きによる反射レーザ光量の影響は
最小限になる。
また、レーザ距離測定器がモデル表面の法線方向を向
くために、モデルとの干渉を防止することができる。
くために、モデルとの干渉を防止することができる。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第３図にモデルとレーザ距離測定器の相対的な関係を
示す。図において、10はモデルであり、３はレーザ距離
測定器であり、レーザ光軸3aと受光軸3bが作る平面が、
モデル10の表面10dのほぼ法線方向になることにより、
受光量を最大にし、モデル10とレーザ距離測定器３との
干渉を防止する。ここで、ほぼ法線方向という意味は、
厳密にいえば表面10dの法線をXY平面に投影したベクト
ルと、光受軸3bをXY平面に投影したベクトルが重なると
いう意味である。
示す。図において、10はモデルであり、３はレーザ距離
測定器であり、レーザ光軸3aと受光軸3bが作る平面が、
モデル10の表面10dのほぼ法線方向になることにより、
受光量を最大にし、モデル10とレーザ距離測定器３との
干渉を防止する。ここで、ほぼ法線方向という意味は、
厳密にいえば表面10dの法線をXY平面に投影したベクト
ルと、光受軸3bをXY平面に投影したベクトルが重なると
いう意味である。
第４図に本発明を実施するためのレーザ距離測定器３
の回転動作を示す。図では、トレーサヘッドに回転可能
に設けられたレーザ距離測定器３の回転の状態を示して
いる。ここでは、レーザ距離測定器３はモデル10の左か
らモデル10にアプローチして、Ｚ軸のならいを行い、右
方向に逃げるものとする。図に示すように、レーザ距離
測定器３は常に進行と同時に回転して、モデル10の表面
の法線方向に向くように制御されている。これによっ
て、モデル10とレーザ距離測定器３との干渉を防止し、
また距離の測定精度を向上させる。
の回転動作を示す。図では、トレーサヘッドに回転可能
に設けられたレーザ距離測定器３の回転の状態を示して
いる。ここでは、レーザ距離測定器３はモデル10の左か
らモデル10にアプローチして、Ｚ軸のならいを行い、右
方向に逃げるものとする。図に示すように、レーザ距離
測定器３は常に進行と同時に回転して、モデル10の表面
の法線方向に向くように制御されている。これによっ
て、モデル10とレーザ距離測定器３との干渉を防止し、
また距離の測定精度を向上させる。
第１図に本発明の一実施例の非接触ならない制御装置
の構成図を示す。図において、１はならい制御装置であ
り、マイクロコンピュータ構成になっており、マイクロ
プロセッサ、制御プログラムの格納されたROM、各種の
データを記憶するRAM、外部とのインターフェイス回路
等から構成されている。２はトレーサヘッドであり、先
端にレーザ距離測定器３が設けられており、これによっ
てモデル10との距離を測定して、ならい動作を実行す
る。3aはレーザ光のレーザ光軸、3bは受光軸である。４
は回転角制御回路であり、レーザ距離測定器３からレー
ザ受光量の信号を受け、この受光量が最大になるよう
に、θ軸モータ６を制御して、レーザ距離測定器３を回
転させる。
の構成図を示す。図において、１はならい制御装置であ
り、マイクロコンピュータ構成になっており、マイクロ
プロセッサ、制御プログラムの格納されたROM、各種の
データを記憶するRAM、外部とのインターフェイス回路
等から構成されている。２はトレーサヘッドであり、先
端にレーザ距離測定器３が設けられており、これによっ
てモデル10との距離を測定して、ならい動作を実行す
る。3aはレーザ光のレーザ光軸、3bは受光軸である。４
は回転角制御回路であり、レーザ距離測定器３からレー
ザ受光量の信号を受け、この受光量が最大になるよう
に、θ軸モータ６を制御して、レーザ距離測定器３を回
転させる。
8zはトレーサヘッド２等を上下運動させるためのＺ軸
モータである。8xはテーブル20を移動させるＸ軸モータ
であり、ならい制御装置１によって制御される。
モータである。8xはテーブル20を移動させるＸ軸モータ
であり、ならい制御装置１によって制御される。
第２図に本発明の一実施例の非接触ならい制御装置の
ブロック図を示す。図において、1aはならい制御回路で
あり、第１図のならい制御装置からサーボアンプを除い
たものである。２はトレーサヘッドであり、トレーサヘ
ッド２にはレーザ距離測定器３、回転角制御回路４、θ
軸アンプ５及びθ軸モータ６が設けられている。
ブロック図を示す。図において、1aはならい制御回路で
あり、第１図のならい制御装置からサーボアンプを除い
たものである。２はトレーサヘッドであり、トレーサヘ
ッド２にはレーザ距離測定器３、回転角制御回路４、θ
軸アンプ５及びθ軸モータ６が設けられている。
レーザ距離測定器３はレーザ光を出力し、受光角度に
よって、これからレーザ距離測定器３とモデル10との距
離に相当するアナログ電圧Elをならい制御回路1aに送
る。ならい制御回路1aはこのアナログ電圧Elをディジタ
ル値に変換し、これからレーザ距離測定器とモデル10と
の距離を計算して、ならい加工を実行する。
よって、これからレーザ距離測定器３とモデル10との距
離に相当するアナログ電圧Elをならい制御回路1aに送
る。ならい制御回路1aはこのアナログ電圧Elをディジタ
ル値に変換し、これからレーザ距離測定器とモデル10と
の距離を計算して、ならい加工を実行する。
さらに、レーザ距離測定器３は受光量を測定して回転
角制御回路４に受光量信号Lrを出力する。回転角制御回
路４は、この受光量信号Lrが最大になるように、レーザ
距離測定器３を回転制御するための信号を出力する。回
転角制御回路４の制御はならない制御回路1aの管理の下
に制御が行われる。すなわち、回転角制御回路４はなら
ない制御回路1aにθ軸モータ６の回転角度情報を送り、
ならい制御回路1aから、回転角度指令を受けて、θ軸モ
ータ６の回転制御信号を出力する。θ軸アンプ５はこの
回転制御信号を受けて、θ軸モータ６の回転制御を行
い、レーザ距離測定器３がモデル10の表面の法線方向を
向くように制御する。
角制御回路４に受光量信号Lrを出力する。回転角制御回
路４は、この受光量信号Lrが最大になるように、レーザ
距離測定器３を回転制御するための信号を出力する。回
転角制御回路４の制御はならない制御回路1aの管理の下
に制御が行われる。すなわち、回転角制御回路４はなら
ない制御回路1aにθ軸モータ６の回転角度情報を送り、
ならい制御回路1aから、回転角度指令を受けて、θ軸モ
ータ６の回転制御信号を出力する。θ軸アンプ５はこの
回転制御信号を受けて、θ軸モータ６の回転制御を行
い、レーザ距離測定器３がモデル10の表面の法線方向を
向くように制御する。
7x、7y、7zはそれぞれ各軸のサーボアンプ、8x、8y、
8zはそれぞれ各軸のサーボモータ、9x、9y、9zはそれぞ
れ各軸の位置検出器である。
8zはそれぞれ各軸のサーボモータ、9x、9y、9zはそれぞ
れ各軸の位置検出器である。
以上説明したように本発明では、レーザ距離測定器を
モデル表面に対するほぼ法線方向に向くように制御して
いるので、レーザ距離測定器の距離測定の精度を向上さ
せ、レーザ距離測定器とモデルとの干渉を防止し、特殊
な形状のモデルもならうことができる。
モデル表面に対するほぼ法線方向に向くように制御して
いるので、レーザ距離測定器の距離測定の精度を向上さ
せ、レーザ距離測定器とモデルとの干渉を防止し、特殊
な形状のモデルもならうことができる。
第１図は本発明の一実施例の非接触ならい制御装置の構
成図、 第２図は本発明の一実施例の非接触ならい制御装置のブ
ロック図、 第３図はモデルとレーザ距離測定器の相対的な関係を示
す図、 第４図は本発明を実施するためのレーザ距離測定器の回
転動作を示す図、 第５図はレーザ距離測定器の詳細図である。 １……ならい制御装置 1a……ならい制御回路 ２……トレーサヘッド ３……レーザ距離測定器 3a……レーザ光軸 3b……受光軸 ４……回転角制御回路 ５……θ軸アンプ ６……θ軸モータ 8x……Ｘ軸モータ 8y……Ｙ軸モータ 8z……Ｚ軸モータ 10……モデル
成図、 第２図は本発明の一実施例の非接触ならい制御装置のブ
ロック図、 第３図はモデルとレーザ距離測定器の相対的な関係を示
す図、 第４図は本発明を実施するためのレーザ距離測定器の回
転動作を示す図、 第５図はレーザ距離測定器の詳細図である。 １……ならい制御装置 1a……ならい制御回路 ２……トレーサヘッド ３……レーザ距離測定器 3a……レーザ光軸 3b……受光軸 ４……回転角制御回路 ５……θ軸アンプ ６……θ軸モータ 8x……Ｘ軸モータ 8y……Ｙ軸モータ 8z……Ｚ軸モータ 10……モデル
Claims (1)
- 【請求項１】モデルを非接触状態でならってワークを加
工する非接触ならい制御装置において、 Ｚ軸方向に投光部からレーザ光を発射し、Ｚ軸に対して
傾斜している受光軸を持つ受光部でモデル表面からのレ
ーザ反射光を受光し、モデルと測定器間のＺ軸方向の距
離を測定するレーザ距離測定器と、 前記レーザ反射光のレーザ反射光量を測定する測定手段
と、 前記レーザ反射光量が最大になるように前記レーザ距離
測定器の回転角を制御する回転角制御手段と、 Ｚ軸を前記レーザ距離測定器で測定した前記モデルまで
の距離に従ってならい動作を実行するならい制御手段
と、 を有することを特徴とする非接触ならい制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62267356A JP2594578B2 (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 非接触ならい制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62267356A JP2594578B2 (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 非接触ならい制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01109058A JPH01109058A (ja) | 1989-04-26 |
| JP2594578B2 true JP2594578B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=17443682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62267356A Expired - Lifetime JP2594578B2 (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 非接触ならい制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2594578B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102044851B1 (ko) * | 2018-06-29 | 2019-11-13 | 대한민국(농촌진흥청장) | 유두인식장치가 부착된 착유컵 그립퍼 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2810709B2 (ja) * | 1989-07-27 | 1998-10-15 | ファナック 株式会社 | 非接触ならい制御装置 |
| JPH03121754A (ja) * | 1989-10-04 | 1991-05-23 | Fanuc Ltd | 非接触ならい制御装置 |
| JPH0482658A (ja) * | 1990-07-25 | 1992-03-16 | Fanuc Ltd | 非接触ならい制御装置 |
| JPH04115854A (ja) * | 1990-09-07 | 1992-04-16 | Fanuc Ltd | 非接触ならい制御装置 |
| JPH04256554A (ja) * | 1991-02-06 | 1992-09-11 | Fanuc Ltd | 非接触デジタイジング制御装置 |
| JPH0531653A (ja) * | 1991-07-26 | 1993-02-09 | Fanuc Ltd | 非接触倣い制御方式 |
| JP5532850B2 (ja) * | 2009-11-24 | 2014-06-25 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | 半導体ウェーハの形状測定方法およびそれに用いる形状測定装置 |
| JP2014055802A (ja) * | 2012-09-11 | 2014-03-27 | Sharp Corp | 膜厚測定装置および膜厚測定方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5221234A (en) * | 1975-08-12 | 1977-02-17 | Yoshitomi Pharmaceutical | Antirust agent |
| JPS6038603A (ja) * | 1983-08-10 | 1985-02-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 空間座標測定装置 |
-
1987
- 1987-10-23 JP JP62267356A patent/JP2594578B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5221234A (en) * | 1975-08-12 | 1977-02-17 | Yoshitomi Pharmaceutical | Antirust agent |
| JPS6038603A (ja) * | 1983-08-10 | 1985-02-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 空間座標測定装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102044851B1 (ko) * | 2018-06-29 | 2019-11-13 | 대한민국(농촌진흥청장) | 유두인식장치가 부착된 착유컵 그립퍼 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01109058A (ja) | 1989-04-26 |
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