JP3204587B2 - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、物体の端縁位置を検出
する三次元上の位置を検出する位置検出装置に関し、特
に、板状部材どうしを重ね合わせて上側の板状部材の端
縁に沿って溶接する溶接ロボットにおいて、上側の板状
部材の端縁である溶接線の位置検出に用いて有効な装置
に関する。
する三次元上の位置を検出する位置検出装置に関し、特
に、板状部材どうしを重ね合わせて上側の板状部材の端
縁に沿って溶接する溶接ロボットにおいて、上側の板状
部材の端縁である溶接線の位置検出に用いて有効な装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、溶接線を検出する装置として、例
えば、特開平３−２５８４７３号公報に記載のレーザ溶
接装置に用いられているものが知られている。この従来
の装置は、図１２に示すように、扇状光を照射するレー
ザ光照射手段０１と、扇状光の照射部分を撮影するカメ
ラ０２と、このカメラ０２の撮像を処理して溶接部０３
の位置を検出するデータ処理装置０４とを備えたもの
で、前記データ処理装置０４に、溶接部０３の明るさを
基準値と比較して、レーザ光照射手段０１の出力を制御
する光出力制御部を設けたことを特徴とするものであ
る。なお、図中０５は溶接トーチである。
えば、特開平３−２５８４７３号公報に記載のレーザ溶
接装置に用いられているものが知られている。この従来
の装置は、図１２に示すように、扇状光を照射するレー
ザ光照射手段０１と、扇状光の照射部分を撮影するカメ
ラ０２と、このカメラ０２の撮像を処理して溶接部０３
の位置を検出するデータ処理装置０４とを備えたもの
で、前記データ処理装置０４に、溶接部０３の明るさを
基準値と比較して、レーザ光照射手段０１の出力を制御
する光出力制御部を設けたことを特徴とするものであ
る。なお、図中０５は溶接トーチである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来装置は、ワークを突き合わせた位置に相当する溶接
部０３は検出することができるが、溶接部０３上の溶接
開始点ならびに溶接終了点を三次元的に検出することが
できないという問題がある。
従来装置は、ワークを突き合わせた位置に相当する溶接
部０３は検出することができるが、溶接部０３上の溶接
開始点ならびに溶接終了点を三次元的に検出することが
できないという問題がある。
【０００４】ちなみに、物体の形状を三次元的に検出す
ることのできる装置としては、例えば、特開平４−１２
７００６号公報に記載の装置が知られており、この装置
は、レーザのスリット光を側面ならびに上面から照射さ
せながら走査させ、それをカメラで撮影して三次元形状
を読み取るようになっている。したがって、スリット光
を走査する必要があり、検出に時間を要するし、レーザ
光源ならびにカメラを移動させる手段が必要で、装置の
大型化やコストアップを招く。
ることのできる装置としては、例えば、特開平４−１２
７００６号公報に記載の装置が知られており、この装置
は、レーザのスリット光を側面ならびに上面から照射さ
せながら走査させ、それをカメラで撮影して三次元形状
を読み取るようになっている。したがって、スリット光
を走査する必要があり、検出に時間を要するし、レーザ
光源ならびにカメラを移動させる手段が必要で、装置の
大型化やコストアップを招く。
【０００５】本発明は、上述の従来の問題点に着目して
なされたもので、レーザ光源ならびにカメラを固定させ
たままで、物体の任意の位置を検出することができるよ
うにすることを目的としている。
なされたもので、レーザ光源ならびにカメラを固定させ
たままで、物体の任意の位置を検出することができるよ
うにすることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の位置検出装置は、少なくとも２本のスリ
ット光を位置検出対象であるワーク上において＋あるい
はＬ字状に直交させる向きに照射する光照射手段が設け
られ、前記ワークに照射されたスリット光の状態を撮像
するカメラが、各スリット光の照射方向と撮像方向とが
所定の傾斜角度αを有して設置され、各スリット光がワ
ークの端縁を跨ぐように照射した時の前記カメラの撮像
において、各スリット光がワークの端縁において途切れ
る位置について、ワークを予め設定した正規位置に配置
した際の位置である正規途切れ位置と撮像上の位置であ
る撮像途切れ位置とを比較して、ワークの正規位置に対
する位置ずれを検出する位置ずれ検出手段が設けられ、
前記位置ずれ検出手段は、 前記直交方向の一方をｙ方
向、他方をｘ方向、ｘ−ｙ平面に直交する方向をｚ方向
とし、かつ、第１スリット光の撮像途切れ位置の座標を
（ｘ R1 ，ｙ R1 ，ｚ R1 ）とするとともに、第２スリット光
の撮像途切れ位置の座標を（ｘ R2 ，ｙ R2 ，ｚ R2 ）とした
場合、ワークの正規位置に対するｙ方向の位置ずれΔｙ
を、ｙ方向に平行な第１スリット光における撮像途切れ
位置のｙ座標の値ｙ p1 から正規途切れ位置のｙ座標の値
ｙ 01 を差し引いて求め、ワークの正規位置に対するｘ方
向の位置ずれΔｘを、ｘ方向に平行な第２スリット光に
おける撮像途切れ位置のｘ座標の値ｘ p2 から正規途切れ
位置のｘ座標の値ｘ 02 を差し引いて求め、さらに、任意
のスリット光において、前記正規途切れ位置と撮像途切
れ位置とのスリット直交方向の距離ａを求め、この距離
ａを傾斜角度αの正接値（ｔａｎα）で割った値を、ワ
ークの正規位置に対するｚ方向の位置ずれΔｚとして検
出し、加えて、ワークのｙ軸回りの回動角度θ y を、 θ y ＝ｔａｎ -1 ［（ｚ R2 −ｚ R1 ）／（ｘ R1 −ｘ R2 ）］ の演算により求める構成とした 。
めに、本発明の位置検出装置は、少なくとも２本のスリ
ット光を位置検出対象であるワーク上において＋あるい
はＬ字状に直交させる向きに照射する光照射手段が設け
られ、前記ワークに照射されたスリット光の状態を撮像
するカメラが、各スリット光の照射方向と撮像方向とが
所定の傾斜角度αを有して設置され、各スリット光がワ
ークの端縁を跨ぐように照射した時の前記カメラの撮像
において、各スリット光がワークの端縁において途切れ
る位置について、ワークを予め設定した正規位置に配置
した際の位置である正規途切れ位置と撮像上の位置であ
る撮像途切れ位置とを比較して、ワークの正規位置に対
する位置ずれを検出する位置ずれ検出手段が設けられ、
前記位置ずれ検出手段は、 前記直交方向の一方をｙ方
向、他方をｘ方向、ｘ−ｙ平面に直交する方向をｚ方向
とし、かつ、第１スリット光の撮像途切れ位置の座標を
（ｘ R1 ，ｙ R1 ，ｚ R1 ）とするとともに、第２スリット光
の撮像途切れ位置の座標を（ｘ R2 ，ｙ R2 ，ｚ R2 ）とした
場合、ワークの正規位置に対するｙ方向の位置ずれΔｙ
を、ｙ方向に平行な第１スリット光における撮像途切れ
位置のｙ座標の値ｙ p1 から正規途切れ位置のｙ座標の値
ｙ 01 を差し引いて求め、ワークの正規位置に対するｘ方
向の位置ずれΔｘを、ｘ方向に平行な第２スリット光に
おける撮像途切れ位置のｘ座標の値ｘ p2 から正規途切れ
位置のｘ座標の値ｘ 02 を差し引いて求め、さらに、任意
のスリット光において、前記正規途切れ位置と撮像途切
れ位置とのスリット直交方向の距離ａを求め、この距離
ａを傾斜角度αの正接値（ｔａｎα）で割った値を、ワ
ークの正規位置に対するｚ方向の位置ずれΔｚとして検
出し、加えて、ワークのｙ軸回りの回動角度θ y を、 θ y ＝ｔａｎ -1 ［（ｚ R2 −ｚ R1 ）／（ｘ R1 −ｘ R2 ）］ の演算により求める構成とした 。
【０００７】なお、前記光照射手段は、交差するスリッ
ト光の一方が、所定寸法の幅ｄを有するよう構成され、
前記位置ずれ検出手段は、前記幅ｄを有したスリット光
の一側縁における途切れ位置の座標を（ｘ R1 ，ｙ R1 ，ｚ
R1 ）、このスリット光の他側縁における途切れ位置の座
標を（ｘ R11 ，ｙ R11 ，ｚ R11 ）とした場合に、ワーク
のｚ軸回りの回動角度θ z を、 θ z ＝ｔａｎ -1 ［（ｙ R1 −ｙ R11 ）／ｄ］あるいは θ z ＝ｔａｎ -1 ［（ｘ R1 −ｘ R11 ）／ｄ］ の演算により求めるように構成 するのが好ましい（請求
項２）。
ト光の一方が、所定寸法の幅ｄを有するよう構成され、
前記位置ずれ検出手段は、前記幅ｄを有したスリット光
の一側縁における途切れ位置の座標を（ｘ R1 ，ｙ R1 ，ｚ
R1 ）、このスリット光の他側縁における途切れ位置の座
標を（ｘ R11 ，ｙ R11 ，ｚ R11 ）とした場合に、ワーク
のｚ軸回りの回動角度θ z を、 θ z ＝ｔａｎ -1 ［（ｙ R1 −ｙ R11 ）／ｄ］あるいは θ z ＝ｔａｎ -1 ［（ｘ R1 −ｘ R11 ）／ｄ］ の演算により求めるように構成 するのが好ましい（請求
項２）。
【０００８】また、前記光照射手段は、交差するスリッ
ト光の一方を、所定寸法の間隔ｄの平行な２本のスリッ
ト光で構成され、前記位置ずれ検出手段は、前記間隔ｄ
を有したスリット光の一方における途切れ位置の座標を
（ｘ R1 ，ｙ R1 ，ｚ R1 ）、他方のスリット光における途切
れ位置の座標を（ｘ R11 ，ｙ R11 ，ｚ R11 ）としワーク
のｚ軸回りの回動角度θz 求めるように構成しても良い
（請求項３）。
ト光の一方を、所定寸法の間隔ｄの平行な２本のスリッ
ト光で構成され、前記位置ずれ検出手段は、前記間隔ｄ
を有したスリット光の一方における途切れ位置の座標を
（ｘ R1 ，ｙ R1 ，ｚ R1 ）、他方のスリット光における途切
れ位置の座標を（ｘ R11 ，ｙ R11 ，ｚ R11 ）としワーク
のｚ軸回りの回動角度θz 求めるように構成しても良い
（請求項３）。
【０００９】
【作用】本発明の位置検出装置では、ワークの位置を検
出する時には、光照射手段から２本のスリット光を、ワ
ークの異なる２辺の端縁を跨ぐように照射する。その場
合、各スリット光は、ワークの端縁で途切れることにな
る。
出する時には、光照射手段から２本のスリット光を、ワ
ークの異なる２辺の端縁を跨ぐように照射する。その場
合、各スリット光は、ワークの端縁で途切れることにな
る。
【００１０】カメラではこのようなワークに対するスリ
ット光の照射状態を撮像し、位置ずれ検出手段では、撮
像上のスリット光がワークの端縁で途切れる位置につい
て、予め設定された正規途切れ位置と撮像上の撮像途切
れ位置とを比較して、ワークの正規位置に対する位置ず
れを検出する。
ット光の照射状態を撮像し、位置ずれ検出手段では、撮
像上のスリット光がワークの端縁で途切れる位置につい
て、予め設定された正規途切れ位置と撮像上の撮像途切
れ位置とを比較して、ワークの正規位置に対する位置ず
れを検出する。
【００１１】この位置検出についてさらに具体的に説明
する。まず、ｘ，ｙ方向に位置がずれた場合について、
ｚ方向の位置ずれ検出を省略して説明すると、２本の交
差するスリット光は直交させ、この直交方向をそれぞれ
ｘ方向とｙ方向とし、ｙ方向に平行な第１スリット光に
関し正規途切れ位置の座標を（ｘ01，ｙ01）とするとと
もに撮像途切れ位置の座標を（ｘP1，ｙP1）とし、ｘ方
向に平行な第２スリット光に関し正規途切れ位置の座標
を（ｘ02，ｙ02）とするとともに撮像途切れ位置の座標
を（ｘP2，ｙP2）とすると、ワークの正規位置に対する
ｘ方向の位置ずれΔｘならびに正規位置に対するｙ方向
の位置ずれΔｙは、それぞれ、下記の演算式により求め
ることができる。 Δｘ＝ｘP2−ｘ02、Δｙ＝ｙP1−ｙ01 ここで、本発明では、ｚ方向の位置ずれを検出するため
に、 各スリット光とカメラとは、その照射方向と撮像方
向とが所定の傾斜角度αを有するように設置している。
すなわち、各スリット光を照射するワークの表面の端縁
の外側の下方に、スリット光を反射することができる部
材が存在していない場合には、前記端縁の外側に照射し
たスリット光がカメラで撮像されることがなく、各スリ
ット光がワークの端縁で途切れることになり、スリット
光の照射方向と同じ方向からカメラで撮像しても、その
撮像から途切れ位置を検出できる。それに対し、ワーク
端縁の外側の下方にスリット光を反射する部材が存在し
ている場合には、スリット光の照射方向からカメラで撮
像した場合に、ワークで反射したスリット光と、その外
側の部材で反射光の区別が難しく、途切れ位置を検出す
るのが困難となる。しかしながら、スリット光の照射方
向に対して傾斜角度αを有した斜め方向からカメラで撮
像すると、スリット光のワークの表面における反射位置
とその外側の部材の反射位置とがｓｉｎαの分だけ異な
ることになることから、途切れ位置を判定することがで
きる。
する。まず、ｘ，ｙ方向に位置がずれた場合について、
ｚ方向の位置ずれ検出を省略して説明すると、２本の交
差するスリット光は直交させ、この直交方向をそれぞれ
ｘ方向とｙ方向とし、ｙ方向に平行な第１スリット光に
関し正規途切れ位置の座標を（ｘ01，ｙ01）とするとと
もに撮像途切れ位置の座標を（ｘP1，ｙP1）とし、ｘ方
向に平行な第２スリット光に関し正規途切れ位置の座標
を（ｘ02，ｙ02）とするとともに撮像途切れ位置の座標
を（ｘP2，ｙP2）とすると、ワークの正規位置に対する
ｘ方向の位置ずれΔｘならびに正規位置に対するｙ方向
の位置ずれΔｙは、それぞれ、下記の演算式により求め
ることができる。 Δｘ＝ｘP2−ｘ02、Δｙ＝ｙP1−ｙ01 ここで、本発明では、ｚ方向の位置ずれを検出するため
に、 各スリット光とカメラとは、その照射方向と撮像方
向とが所定の傾斜角度αを有するように設置している。
すなわち、各スリット光を照射するワークの表面の端縁
の外側の下方に、スリット光を反射することができる部
材が存在していない場合には、前記端縁の外側に照射し
たスリット光がカメラで撮像されることがなく、各スリ
ット光がワークの端縁で途切れることになり、スリット
光の照射方向と同じ方向からカメラで撮像しても、その
撮像から途切れ位置を検出できる。それに対し、ワーク
端縁の外側の下方にスリット光を反射する部材が存在し
ている場合には、スリット光の照射方向からカメラで撮
像した場合に、ワークで反射したスリット光と、その外
側の部材で反射光の区別が難しく、途切れ位置を検出す
るのが困難となる。しかしながら、スリット光の照射方
向に対して傾斜角度αを有した斜め方向からカメラで撮
像すると、スリット光のワークの表面における反射位置
とその外側の部材の反射位置とがｓｉｎαの分だけ異な
ることになることから、途切れ位置を判定することがで
きる。
【００１２】さらに、このことに基づいて、任意のスリ
ット光において、正規途切れ位置と撮像途切れ位置との
スリット直交方向の距離ａを検出し、下記の演算式によ
り、ワークのｘ−ｙ方向に直交する方向であるｚ方向の
位置ずれΔｚが検出できる。 Δｚ＝ａ／ｔａｎα また、第１スリット光の撮像途切れ位置の座標を
（ｘR1，ｙR1，ｚR1）とするとともに、第２スリット光
の撮像途切れ位置の座標を（ｘR2，ｙR2，ｚR2）とした
場合に、ワークのｙ軸回りの回動角度θy を、 θy ＝ｔａｎ-1［（ｚR2−ｚR1）／（ｘR1−ｘR2）］ の演算式により検出できる。
ット光において、正規途切れ位置と撮像途切れ位置との
スリット直交方向の距離ａを検出し、下記の演算式によ
り、ワークのｘ−ｙ方向に直交する方向であるｚ方向の
位置ずれΔｚが検出できる。 Δｚ＝ａ／ｔａｎα また、第１スリット光の撮像途切れ位置の座標を
（ｘR1，ｙR1，ｚR1）とするとともに、第２スリット光
の撮像途切れ位置の座標を（ｘR2，ｙR2，ｚR2）とした
場合に、ワークのｙ軸回りの回動角度θy を、 θy ＝ｔａｎ-1［（ｚR2−ｚR1）／（ｘR1−ｘR2）］ の演算式により検出できる。
【００１３】さらに、請求項２や３に記載の装置では、
幅ｄを有したスリット光の幅方向両側縁、あるいは、間
隔ｄを有した平行なスリット光のそれぞれの途切れ位置
が、異なり、各途切れ位置の座標を（ｘR1，ｙR1，
ｚR1）（ｘR11 ，ｙR11 ，ｚR11）とした場合には、ワ
ークが正規位置に対してｚ軸を中心に位置がずれた際に
は、前記ｄの値の方向がｘ軸方向であればｙR1とｙR11
の値が相違し、前記ｄの値の方向がｙ軸方向であれば、
ｘR1とｘR11 の値が相違することになる。
幅ｄを有したスリット光の幅方向両側縁、あるいは、間
隔ｄを有した平行なスリット光のそれぞれの途切れ位置
が、異なり、各途切れ位置の座標を（ｘR1，ｙR1，
ｚR1）（ｘR11 ，ｙR11 ，ｚR11）とした場合には、ワ
ークが正規位置に対してｚ軸を中心に位置がずれた際に
は、前記ｄの値の方向がｘ軸方向であればｙR1とｙR11
の値が相違し、前記ｄの値の方向がｙ軸方向であれば、
ｘR1とｘR11 の値が相違することになる。
【００１４】したがって、この相違に基づいて、ワーク
のｚ軸回りの回動角度θz を、 θz ＝ｔａｎ-1［（ｙR1−ｙR11 ）／ｄ］あるいは θz ＝ｔａｎ-1［（ｘR1−ｘR11 ）／ｄ］ の演算式により求めることができる。
のｚ軸回りの回動角度θz を、 θz ＝ｔａｎ-1［（ｙR1−ｙR11 ）／ｄ］あるいは θz ＝ｔａｎ-1［（ｘR1−ｘR11 ）／ｄ］ の演算式により求めることができる。
【００１５】
【実施例】本発明実施例を図面に基づいて説明する。
【００１６】なお、実施例を説明するにあたり、溶接部
位にレーザ光を照射して溶接する溶接装置において、ワ
ークの溶接部位である溶接線ならびにその開始点を検出
する装置に適用した場合を説明する。
位にレーザ光を照射して溶接する溶接装置において、ワ
ークの溶接部位である溶接線ならびにその開始点を検出
する装置に適用した場合を説明する。
【００１７】図１は、本発明第１実施例の位置検出装置
の全体を示す図であって、第１実施例装置は、溶接ロボ
ット（図示省略）の先端に設けられたロボットアーム１
に取り付けられている。すなわち、溶接ロボットは、図
外の駆動装置によりロボットアーム１を任意の位置に移
動できるように構成されている。そして、このロボット
アーム１の先端部に、溶接用のレーザ光を照射する溶接
トーチ２が固定されている。なお、本実施例では、溶接
ロボットは、２枚の鉄板（ワーク）Ａ１，Ａ２を上下に
重ね合わせ、図２に示すように上側の鉄板Ａ１の一辺の
縁部と下側の鉄板Ａ２の表面とを溶接するのに用いるも
ので、この直線的な溶接部位のことを本明細書では溶接
線ＲＬと称し、この溶接線ＲＬの一端を開始点Ｓ、他端
を終了点Ｆと称する。
の全体を示す図であって、第１実施例装置は、溶接ロボ
ット（図示省略）の先端に設けられたロボットアーム１
に取り付けられている。すなわち、溶接ロボットは、図
外の駆動装置によりロボットアーム１を任意の位置に移
動できるように構成されている。そして、このロボット
アーム１の先端部に、溶接用のレーザ光を照射する溶接
トーチ２が固定されている。なお、本実施例では、溶接
ロボットは、２枚の鉄板（ワーク）Ａ１，Ａ２を上下に
重ね合わせ、図２に示すように上側の鉄板Ａ１の一辺の
縁部と下側の鉄板Ａ２の表面とを溶接するのに用いるも
ので、この直線的な溶接部位のことを本明細書では溶接
線ＲＬと称し、この溶接線ＲＬの一端を開始点Ｓ、他端
を終了点Ｆと称する。
【００１８】図１に戻り、前記ロボットアーム１には、
第１実施例装置を構成する第１スリット光源３ならびに
第２スリット光源（光照射手段）４と、電荷結合素子を
使ったカメラ（ＣＣＤカメラ）５が設けられ、これらは
マイクロコンピュータで構成された位置検出ユニット
（位置ずれ検出手段）６に接続されている。
第１実施例装置を構成する第１スリット光源３ならびに
第２スリット光源（光照射手段）４と、電荷結合素子を
使ったカメラ（ＣＣＤカメラ）５が設けられ、これらは
マイクロコンピュータで構成された位置検出ユニット
（位置ずれ検出手段）６に接続されている。
【００１９】各スリット光源３，４は、長細いスリット
状のレーザ光線を照射するもので、図２に示すように、
各光源３，４からの第１スリット光ＬＳ１と第２スリッ
ト光ＬＳ２とを略Ｌ字状に直交させて照射するよう設置
されている。そして、本実施例では、第１スリット光Ｌ
Ｓ１の長手方向をｙ方向、第２スリット光ＬＳ２の長手
方向をｘ方向とするとともに、このｘ，ｙ方向に直交す
る方向をｚ方向としている。なお、後述するが、各スリ
ット光ＬＳ１，ＬＳ２は、鉄板Ａ１，Ａ２に対して斜め
方向から照射されているため、上側の鉄板Ａ１に照射さ
れている部分と下側の鉄板Ａ２に照射されている部分と
は、鉄板Ａ１の厚みを原因として平行に位置がずれるこ
とになり、鉄板Ａ１の端縁部において途切れる部分が生
じるもので、この位置を途切れ位置と称する。
状のレーザ光線を照射するもので、図２に示すように、
各光源３，４からの第１スリット光ＬＳ１と第２スリッ
ト光ＬＳ２とを略Ｌ字状に直交させて照射するよう設置
されている。そして、本実施例では、第１スリット光Ｌ
Ｓ１の長手方向をｙ方向、第２スリット光ＬＳ２の長手
方向をｘ方向とするとともに、このｘ，ｙ方向に直交す
る方向をｚ方向としている。なお、後述するが、各スリ
ット光ＬＳ１，ＬＳ２は、鉄板Ａ１，Ａ２に対して斜め
方向から照射されているため、上側の鉄板Ａ１に照射さ
れている部分と下側の鉄板Ａ２に照射されている部分と
は、鉄板Ａ１の厚みを原因として平行に位置がずれるこ
とになり、鉄板Ａ１の端縁部において途切れる部分が生
じるもので、この位置を途切れ位置と称する。
【００２０】また、前記カメラ５は、図３に示すよう
に、前記鉄板Ａ１を予め設定した後述の正規位置に配置
させた際に、鉄板Ａ１に対して水平になるようにして前
記ロボットアーム１に固定されている。そして、図１，
３に示すように、各光源３，４とカメラ５とは、第１ス
リット光源３による第１スリット光ＬＳ１の照射方向と
カメラ５の撮影方向Ｃとを傾斜角度α1 だけ傾けて設置
されているとともに、第２スリット光源４による第２ス
リット光ＬＳ２の照射方向とカメラ５の撮影方向Ｃとを
傾斜角度α2 だけ傾けて設置されている。
に、前記鉄板Ａ１を予め設定した後述の正規位置に配置
させた際に、鉄板Ａ１に対して水平になるようにして前
記ロボットアーム１に固定されている。そして、図１，
３に示すように、各光源３，４とカメラ５とは、第１ス
リット光源３による第１スリット光ＬＳ１の照射方向と
カメラ５の撮影方向Ｃとを傾斜角度α1 だけ傾けて設置
されているとともに、第２スリット光源４による第２ス
リット光ＬＳ２の照射方向とカメラ５の撮影方向Ｃとを
傾斜角度α2 だけ傾けて設置されている。
【００２１】次に、位置検出ユニット６における位置検
出制御の流れを図４のフローチャートにより説明する
と、ステッＳ１プでは、各スリット光源３，４から各ス
リット光ＬＳ１，ＬＳ２を照射させる。ステップＳ２で
は、カメラ５により撮像を行い、続くステップＳ３で
は、各スリット光ＬＳ１，ＬＳ２のカメラ５の撮像上に
おける途切れ位置、すなわち、第１撮像途切れ位置と第
２撮像途切れ位置の座標を読み取る。
出制御の流れを図４のフローチャートにより説明する
と、ステッＳ１プでは、各スリット光源３，４から各ス
リット光ＬＳ１，ＬＳ２を照射させる。ステップＳ２で
は、カメラ５により撮像を行い、続くステップＳ３で
は、各スリット光ＬＳ１，ＬＳ２のカメラ５の撮像上に
おける途切れ位置、すなわち、第１撮像途切れ位置と第
２撮像途切れ位置の座標を読み取る。
【００２２】続くステップＳ１１では、第１撮像途切れ
位置と第１正規途切れ位置とのｘ方向の距離ａ1 を演算
する。
位置と第１正規途切れ位置とのｘ方向の距離ａ1 を演算
する。
【００２３】ステップＳ１２では、この距離ａ1 に基づ
いて、Δｚ＝ａ1 ／ｔａｎα1 の演算を行ってΔｚを求
める。続くステップＳ２１では、後述の演算式によりｙ
軸回りの角度θy を求める演算を行う。
いて、Δｚ＝ａ1 ／ｔａｎα1 の演算を行ってΔｚを求
める。続くステップＳ２１では、後述の演算式によりｙ
軸回りの角度θy を求める演算を行う。
【００２４】続くステップＳ５では、開始点Ｓと終了点
Ｆを示す信号を出力し、以上で、位 置検出ユニット６の
位置検出制御の一回の流れが終了する。
Ｆを示す信号を出力し、以上で、位 置検出ユニット６の
位置検出制御の一回の流れが終了する。
【００２５】次に、第１実施例の動作について説明す
る。まず、ワークとしての両鉄板Ａ１，Ａ２を所定の支
持台の上に載置する場合のように、両鉄板Ａ１，Ａ２
が、ｚ方向の位置ずれが無く、ｘ−ｙ平面上でのみずれ
ている場合について説明する。なお、この説明を行うに
あたり、ｚ座標上のずれが無いため、ここではｚ座標に
関する説明を省略する。
る。まず、ワークとしての両鉄板Ａ１，Ａ２を所定の支
持台の上に載置する場合のように、両鉄板Ａ１，Ａ２
が、ｚ方向の位置ずれが無く、ｘ−ｙ平面上でのみずれ
ている場合について説明する。なお、この説明を行うに
あたり、ｚ座標上のずれが無いため、ここではｚ座標に
関する説明を省略する。
【００２６】ここでまず正規位置について説明すると、
鉄板Ａ１を正規位置に配置した場合は、開始点Ｓは、
ｘ，ｙ座標上の（０，０）の点であり、溶接線ＲＬは、
ｙ＝０の直線上の距離Ｌの線であり、終了点Ｆは、ｘ，
ｙ座標上の（Ｌ，０）の点である。また、各スリット光
ＬＳ１，ＬＳ２は、位置検出時には、鉄板Ａ１の異なる
２辺の端縁を跨ぐように照射させるもので、このように
照射させた場合における第１スリット光ＬＳ１の前記途
切れ位置である第１正規途切れ位置Ｔ１の座標は
（ｘ1 ，０）となり、第２スリット光ＬＳ２の第２正規
途切れ位置Ｔ２の座標が（０，ｙ2 ）となる。したがっ
て、フローチャートのステップＳ３において、各スリッ
ト光ＬＳ１，ＬＳ２のカメラ５の撮像上における途切れ
位置、すなわち、第１撮像途切れ位置Ｐ１，第２撮像途
切れ位置Ｐ２の座標（ｘP1，ｙP1）（ｘP2，ｙP2）を読
み取る。続くステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３に関して
は、この例では、ずれが生じていないため、これらのス
テップにおいて各値は算出されない。そこで、ステップ
Ｓ３までに得られた値により、開始点Ｓの座標を
（ｘP2，ｙP1）と処理する。すなわち、図５に示す状態
で鉄板Ａ１，Ａ２の溶接線ＲＬにおいて、正規位置から
のｘ方向のずれΔｘは、第２正規途切れ位置Ｔ２（０，
ｙ2 ）と第２撮像途切れ位置Ｐ２（ｘP2，ｙP2）とのｘ
方向の距離に相当するもので、この距離はｘP2−０とな
るからΔｘ＝ｘP2となり、一方、ｙ方向のずれΔｙは、
第１正規途切れ位置Ｔ１（ｘ1 ，０）と第１撮像途切れ
位置Ｐ１（ｘP1，ｙP1）とのｙ方向の距離に相当するも
ので、この距離はｙP1−０となるからΔｙ＝ｙP1とな
る。したがって、開始点Ｓの座標は（ｘP2，ｙP1）とな
る。ちなみに、第１・第２正規途切れ位置の座標をそれ
ぞれ（ｘ01，ｙ01）（ｘ02，ｙ02）とした場合には、Δ
ｘ＝ｘP2−ｘ02、Δｙ＝ｙP1−ｙ01となる。
鉄板Ａ１を正規位置に配置した場合は、開始点Ｓは、
ｘ，ｙ座標上の（０，０）の点であり、溶接線ＲＬは、
ｙ＝０の直線上の距離Ｌの線であり、終了点Ｆは、ｘ，
ｙ座標上の（Ｌ，０）の点である。また、各スリット光
ＬＳ１，ＬＳ２は、位置検出時には、鉄板Ａ１の異なる
２辺の端縁を跨ぐように照射させるもので、このように
照射させた場合における第１スリット光ＬＳ１の前記途
切れ位置である第１正規途切れ位置Ｔ１の座標は
（ｘ1 ，０）となり、第２スリット光ＬＳ２の第２正規
途切れ位置Ｔ２の座標が（０，ｙ2 ）となる。したがっ
て、フローチャートのステップＳ３において、各スリッ
ト光ＬＳ１，ＬＳ２のカメラ５の撮像上における途切れ
位置、すなわち、第１撮像途切れ位置Ｐ１，第２撮像途
切れ位置Ｐ２の座標（ｘP1，ｙP1）（ｘP2，ｙP2）を読
み取る。続くステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３に関して
は、この例では、ずれが生じていないため、これらのス
テップにおいて各値は算出されない。そこで、ステップ
Ｓ３までに得られた値により、開始点Ｓの座標を
（ｘP2，ｙP1）と処理する。すなわち、図５に示す状態
で鉄板Ａ１，Ａ２の溶接線ＲＬにおいて、正規位置から
のｘ方向のずれΔｘは、第２正規途切れ位置Ｔ２（０，
ｙ2 ）と第２撮像途切れ位置Ｐ２（ｘP2，ｙP2）とのｘ
方向の距離に相当するもので、この距離はｘP2−０とな
るからΔｘ＝ｘP2となり、一方、ｙ方向のずれΔｙは、
第１正規途切れ位置Ｔ１（ｘ1 ，０）と第１撮像途切れ
位置Ｐ１（ｘP1，ｙP1）とのｙ方向の距離に相当するも
ので、この距離はｙP1−０となるからΔｙ＝ｙP1とな
る。したがって、開始点Ｓの座標は（ｘP2，ｙP1）とな
る。ちなみに、第１・第２正規途切れ位置の座標をそれ
ぞれ（ｘ01，ｙ01）（ｘ02，ｙ02）とした場合には、Δ
ｘ＝ｘP2−ｘ02、Δｙ＝ｙP1−ｙ01となる。
【００２７】ステップＳ５では、開始点Ｓが座標
（ｘP2，ｙP1）であること、ならびに、終了点Ｆが開始
点Ｓからｘ方向に（すなわち、ｙ＝ｙP1の線上を）距離
Ｌだけ進んだ位置、すなわち、座標（ｘP2＋Ｌ，ｙP1）
の点であること、を溶接ロボットに向けて出力する。
（ｘP2，ｙP1）であること、ならびに、終了点Ｆが開始
点Ｓからｘ方向に（すなわち、ｙ＝ｙP1の線上を）距離
Ｌだけ進んだ位置、すなわち、座標（ｘP2＋Ｌ，ｙP1）
の点であること、を溶接ロボットに向けて出力する。
【００２８】なお、この出力を受けた溶接ロボットは、
溶接トーチ２を座標（ｘP2，ｙP1）の開始点Ｓから座標
（ｘP2＋Ｌ，ｙP1）の終了点Ｆまでｘ方向に溶接用のレ
ーザ光線を照射させながら移動させる。
溶接トーチ２を座標（ｘP2，ｙP1）の開始点Ｓから座標
（ｘP2＋Ｌ，ｙP1）の終了点Ｆまでｘ方向に溶接用のレ
ーザ光線を照射させながら移動させる。
【００２９】したがって、溶接時の動作を説明すると、
鉄板Ａ２を図外の支持台の上に載置するなどし、さら
に、この鉄板Ａ２の上に鉄板Ａ１を重ねる。その後、ロ
ボットアーム１を両鉄板Ａ１，Ａ２の上に移動させて、
各スリット光ＬＳ１，ＬＳ２が鉄板Ａ１のことなる２辺
（本実施例の場合、直交する２辺である）の端縁を跨ぐ
ように各スリット光源３，４から各スリット光ＬＳ１，
ＬＳ２を照射させ、その状態をカメラ５で上方から撮像
する。
鉄板Ａ２を図外の支持台の上に載置するなどし、さら
に、この鉄板Ａ２の上に鉄板Ａ１を重ねる。その後、ロ
ボットアーム１を両鉄板Ａ１，Ａ２の上に移動させて、
各スリット光ＬＳ１，ＬＳ２が鉄板Ａ１のことなる２辺
（本実施例の場合、直交する２辺である）の端縁を跨ぐ
ように各スリット光源３，４から各スリット光ＬＳ１，
ＬＳ２を照射させ、その状態をカメラ５で上方から撮像
する。
【００３０】そして、位置検出ユニット６では、カメラ
５の撮像から各スリット光ＬＳ１，ＬＳ２が鉄板Ａ１の
端縁で途切れた位置（すなわち、第１撮像途切れ位置Ｐ
１，第２撮像途切れ位置Ｐ２）を求め、この位置から開
始点Ｓを検出する。その後、溶接ロボットは、溶接トー
チ２を開始点Ｓの上方位置に移動させ、さらに、溶接用
レーザ光線を照射させながらｘ方向に距離Ｌだけ移動さ
せる。これにより、開始点Ｓから終了点Ｆまで溶接線Ｒ
Ｌに沿って正確に溶接を行うことができる。
５の撮像から各スリット光ＬＳ１，ＬＳ２が鉄板Ａ１の
端縁で途切れた位置（すなわち、第１撮像途切れ位置Ｐ
１，第２撮像途切れ位置Ｐ２）を求め、この位置から開
始点Ｓを検出する。その後、溶接ロボットは、溶接トー
チ２を開始点Ｓの上方位置に移動させ、さらに、溶接用
レーザ光線を照射させながらｘ方向に距離Ｌだけ移動さ
せる。これにより、開始点Ｓから終了点Ｆまで溶接線Ｒ
Ｌに沿って正確に溶接を行うことができる。
【００３１】以上説明したように、第１実施例装置で
は、第１・第２の２本のスリット光ＬＳ１，ＬＳ２を、
走査させたりすることなく上側の鉄板Ａ１の端縁を跨ぐ
ように照射するだけで溶接線ＲＬの開始点Ｓを検出する
ことができるという効果が得られる。
は、第１・第２の２本のスリット光ＬＳ１，ＬＳ２を、
走査させたりすることなく上側の鉄板Ａ１の端縁を跨ぐ
ように照射するだけで溶接線ＲＬの開始点Ｓを検出する
ことができるという効果が得られる。
【００３２】次に、両鉄板Ａ１，Ａ２が、例えば図外の
保持装置に保持された状態でラインを流れる場合のよう
に、溶接時に、両鉄板Ａ１，Ａ２がｚ方向に位置ずれし
た場合、すなわち、図６（イ）に示すように、鉄板Ａ
１，Ａ２が、想像線で示す正規位置に比べてΔｚだけ下
方に配置されている場合について説明する。また、図６
（ロ）は、図６（イ）のように鉄板Ａ１，Ａ２がΔｚだ
け下方に配置されている場合における、カメラ５による
両スリット光ＬＳ１，ＬＳ２の撮像状態を点線で示して
いるとともに、正規位置での両スリット光ＬＳ１，ＬＳ
２の撮像状態を実線で示しており、この時の、撮像上の
第１途切れ位置Ｑ１の座標は（ｘQ1，ｙQ1）で、第２途
切れ位置Ｑ２の座標は（ｘQ2，ｙQ2）となっている。
保持装置に保持された状態でラインを流れる場合のよう
に、溶接時に、両鉄板Ａ１，Ａ２がｚ方向に位置ずれし
た場合、すなわち、図６（イ）に示すように、鉄板Ａ
１，Ａ２が、想像線で示す正規位置に比べてΔｚだけ下
方に配置されている場合について説明する。また、図６
（ロ）は、図６（イ）のように鉄板Ａ１，Ａ２がΔｚだ
け下方に配置されている場合における、カメラ５による
両スリット光ＬＳ１，ＬＳ２の撮像状態を点線で示して
いるとともに、正規位置での両スリット光ＬＳ１，ＬＳ
２の撮像状態を実線で示しており、この時の、撮像上の
第１途切れ位置Ｑ１の座標は（ｘQ1，ｙQ1）で、第２途
切れ位置Ｑ２の座標は（ｘQ2，ｙQ2）となっている。
【００３３】この例では、ステップＳ１１では、第１撮
像途切れ位置Ｑ１（ｘQ1，ｙQ1）と第１正規途切れ位置
Ｔ１（ｘ1 ，０）とのｘ方向の距離ａ1 を演算するもの
で、この距離ａ1 は、ａ1 ＝ｘQ1−ｘ1 の演算式により
求める。ちなみに、図６（イ）に示すように、鉄板Ａ
１，Ａ２が正規位置よりもΔｚだけ下方に配置された場
合には、図６（ロ）に示すように、各スリット光ＬＳ
１，ＬＳ２は、正規位置に比べ、それぞれｘ方向とｙ方
向にａ1 ，ａ2 だけずれることになる。
像途切れ位置Ｑ１（ｘQ1，ｙQ1）と第１正規途切れ位置
Ｔ１（ｘ1 ，０）とのｘ方向の距離ａ1 を演算するもの
で、この距離ａ1 は、ａ1 ＝ｘQ1−ｘ1 の演算式により
求める。ちなみに、図６（イ）に示すように、鉄板Ａ
１，Ａ２が正規位置よりもΔｚだけ下方に配置された場
合には、図６（ロ）に示すように、各スリット光ＬＳ
１，ＬＳ２は、正規位置に比べ、それぞれｘ方向とｙ方
向にａ1 ，ａ2 だけずれることになる。
【００３４】ステップＳ１２では、この距離ａ1 に基づ
いて、Δｚ＝ａ1 ／ｔａｎα1 の演算を行ってΔｚを求
める。すなわち、図６（イ）に示すように、前記カメラ
５の撮像方向Ｃと第１スリット光ＬＳ１の照射方向との
角度がα1 で、第１撮像途切れ位置Ｑ１と第１正規途切
れ位置Ｔ１との距離がａ1 であるから、ｔａｎα1 ＝ａ
1 ／Δｚの関係式が成り立ち、これにより上記式が成り
立つ。ステップＳ５では、開始点Ｓの座標を（ｘQ2，ｙ
Q1，−Δｚ）と処理する。
いて、Δｚ＝ａ1 ／ｔａｎα1 の演算を行ってΔｚを求
める。すなわち、図６（イ）に示すように、前記カメラ
５の撮像方向Ｃと第１スリット光ＬＳ１の照射方向との
角度がα1 で、第１撮像途切れ位置Ｑ１と第１正規途切
れ位置Ｔ１との距離がａ1 であるから、ｔａｎα1 ＝ａ
1 ／Δｚの関係式が成り立ち、これにより上記式が成り
立つ。ステップＳ５では、開始点Ｓの座標を（ｘQ2，ｙ
Q1，−Δｚ）と処理する。
【００３５】したがって、この例では、溶接線のｘ方
向，ｙ方向，ｚ方向のずれ、Δｘ，Δｙ，Δｚを検出し
て、開始点Ｓを正確に検出することができる。ちなみ
に、第１・第２正規途切れ位置Ｔ１，Ｔ２の座標をそれ
ぞれ（ｘ01，ｙ01）（ｘ02，ｙ02）とした場合には、開
始点Ｓの座標は（ｘQ2−ｘ02，ｙQ1−ｙ01，−Δｚ）と
なる。
向，ｙ方向，ｚ方向のずれ、Δｘ，Δｙ，Δｚを検出し
て、開始点Ｓを正確に検出することができる。ちなみ
に、第１・第２正規途切れ位置Ｔ１，Ｔ２の座標をそれ
ぞれ（ｘ01，ｙ01）（ｘ02，ｙ02）とした場合には、開
始点Ｓの座標は（ｘQ2−ｘ02，ｙQ1−ｙ01，−Δｚ）と
なる。
【００３６】次に、鉄板Ａ１，Ａ２がｘ軸，ｙ軸を中心
として回動した状態の位置ずれが生じた場合について説
明する。図７は、この例における各スリット光ＬＳ１，
ＬＳ２の照射状態を示すもので、（イ）は側面図、
（ロ）は（イ）の平面図であり、この例では、ｘ−ｙ平
面上に位置する想像線で示す正規位置に対して鉄板Ａ１
が交差するようにｙ軸回りに角度θy だけ回動した状態
の位置ずれが生じ、その結果、第１撮像途切れ位置Ｒ１
がｚR1だけ下がり、第２撮像途切れ位置がｚR2だけ持ち
上がっている状態を例示して説明する。なお、この例で
は、第１撮像途切れ位置Ｒ１の座標を（ｘR1，ｙR1，ｚ
R1）とし、第２撮像途切れ位置Ｒ２の座標を（ｘR2，ｙ
R2，ｚR2）とする。
として回動した状態の位置ずれが生じた場合について説
明する。図７は、この例における各スリット光ＬＳ１，
ＬＳ２の照射状態を示すもので、（イ）は側面図、
（ロ）は（イ）の平面図であり、この例では、ｘ−ｙ平
面上に位置する想像線で示す正規位置に対して鉄板Ａ１
が交差するようにｙ軸回りに角度θy だけ回動した状態
の位置ずれが生じ、その結果、第１撮像途切れ位置Ｒ１
がｚR1だけ下がり、第２撮像途切れ位置がｚR2だけ持ち
上がっている状態を例示して説明する。なお、この例で
は、第１撮像途切れ位置Ｒ１の座標を（ｘR1，ｙR1，ｚ
R1）とし、第２撮像途切れ位置Ｒ２の座標を（ｘR2，ｙ
R2，ｚR2）とする。
【００３７】そこで、ステップＳ２１では、下記の演算
式により前記角度θy を求める演算を行う。 θy ＝ｔａｎ-1［（ｚR1−ｚR2）／（ｘR1−ｘR2）］ すなわち、図７（ロ）において、ｔａｎθy ＝ｚR1／ｂ よって、θy ＝ｔａｎ-1（ｚR1／ｂ） ここで、ｂ＝（ｘR1−ｘR2）・ｚR1／（ｚR1−ｚR2）で
あるから上記の式が成り立つ。
式により前記角度θy を求める演算を行う。 θy ＝ｔａｎ-1［（ｚR1−ｚR2）／（ｘR1−ｘR2）］ すなわち、図７（ロ）において、ｔａｎθy ＝ｚR1／ｂ よって、θy ＝ｔａｎ-1（ｚR1／ｂ） ここで、ｂ＝（ｘR1−ｘR2）・ｚR1／（ｚR1−ｚR2）で
あるから上記の式が成り立つ。
【００３８】続くステップＳ５では、開始点Ｓと終了点
Ｆを示す信号を出力するが、この例の場合には開始点Ｓ
の座標は（ｘR2，ｙR1，ｚR2）となり、また、終了点Ｆ
は、この開始点Ｓからｙ軸を中心に角度θy 回動させた
ｘ方向に距離Ｌだけ進んだ位置となる。
Ｆを示す信号を出力するが、この例の場合には開始点Ｓ
の座標は（ｘR2，ｙR1，ｚR2）となり、また、終了点Ｆ
は、この開始点Ｓからｙ軸を中心に角度θy 回動させた
ｘ方向に距離Ｌだけ進んだ位置となる。
【００３９】次に、第２実施例について説明する。この
第２実施例は、鉄板が正規位置に対してｚ軸を中心とし
て回動した状態の位置ずれが生じたことも検出すること
ができるようにした例である。
第２実施例は、鉄板が正規位置に対してｚ軸を中心とし
て回動した状態の位置ずれが生じたことも検出すること
ができるようにした例である。
【００４０】このため、第２実施例では、第１スリット
光ＬＳ１が図８の平面図に示すように所定の幅ｄを有す
るように第１スリット光源３を構成している。すなわ
ち、第１スリット光ＬＳ１の明度特性を示すと図９
（イ）に示すように幅ｄの範囲の明度が高くなってい
る。ちなみに、このような構成の第１スリット光源ＬＳ
１は、同図（ロ）に示すような特性の従来のスリット光
源を、同図（ハ）に示すような配列になるように複数並
設することで構成することができる。
光ＬＳ１が図８の平面図に示すように所定の幅ｄを有す
るように第１スリット光源３を構成している。すなわ
ち、第１スリット光ＬＳ１の明度特性を示すと図９
（イ）に示すように幅ｄの範囲の明度が高くなってい
る。ちなみに、このような構成の第１スリット光源ＬＳ
１は、同図（ロ）に示すような特性の従来のスリット光
源を、同図（ハ）に示すような配列になるように複数並
設することで構成することができる。
【００４１】さらに、第２実施例では、位置検出ユニッ
ト６において、第１実施例のフローチャートのステップ
Ｓ２１とステップＳ５との間に、後述するステップを追
加している。すなわち、図１０に示すフローチャートの
ステップＳ３１では、下記の式によりｚ軸回りの回動角
度θz を演算する。 θz ＝ｔａｎ-1［（ｙR1−ｙR11 ）／ｄ］ 上記式について説明を加える。図８に示すように第１ス
リット光ＬＳ１は、溶接線ＲＬ（上側の鉄板Ａ１の縁
部）において幅ｄを有して途切れる。したがって、第２
実施例では、第１撮像途切れ位置Ｒ１について、その幅
方向（ｘ方向）両端の２点の位置をそれぞれ検出するよ
うにしているもので、本実施例ではこの２点の一方を第
１座標（ｘR1，ｙR1，ｚR1）とし（これが上記実施例の
第１撮像途切れ位置Ｒ１に相当する）、他方を第２座標
（ｘR11 ，ｙR11 ，ｚR11 ）とする。したがって、ｔａ
ｎθz ＝（ｙR1−ｙR11 ）／ｄであるから、上記式が成
り立つ。
ト６において、第１実施例のフローチャートのステップ
Ｓ２１とステップＳ５との間に、後述するステップを追
加している。すなわち、図１０に示すフローチャートの
ステップＳ３１では、下記の式によりｚ軸回りの回動角
度θz を演算する。 θz ＝ｔａｎ-1［（ｙR1−ｙR11 ）／ｄ］ 上記式について説明を加える。図８に示すように第１ス
リット光ＬＳ１は、溶接線ＲＬ（上側の鉄板Ａ１の縁
部）において幅ｄを有して途切れる。したがって、第２
実施例では、第１撮像途切れ位置Ｒ１について、その幅
方向（ｘ方向）両端の２点の位置をそれぞれ検出するよ
うにしているもので、本実施例ではこの２点の一方を第
１座標（ｘR1，ｙR1，ｚR1）とし（これが上記実施例の
第１撮像途切れ位置Ｒ１に相当する）、他方を第２座標
（ｘR11 ，ｙR11 ，ｚR11 ）とする。したがって、ｔａ
ｎθz ＝（ｙR1−ｙR11 ）／ｄであるから、上記式が成
り立つ。
【００４２】続くステップＳ５では、開始点Ｓならびに
終了点Ｆを示す信号を出力するが、この場合、開始点Ｓ
の座標は（ｘR2，ｙR1，ｚR2）となり、終了点Ｆは、こ
の開始点Ｓからｙ軸を中心に角度θy 回動させるととも
にｚ軸を中心に角度θZ 回動させたｘ方向に距離Ｌだけ
進んだ位置となる。
終了点Ｆを示す信号を出力するが、この場合、開始点Ｓ
の座標は（ｘR2，ｙR1，ｚR2）となり、終了点Ｆは、こ
の開始点Ｓからｙ軸を中心に角度θy 回動させるととも
にｚ軸を中心に角度θZ 回動させたｘ方向に距離Ｌだけ
進んだ位置となる。
【００４３】次に、第３実施例について説明する。この
実施例は、位置検出ユニット６の制御内容については第
２実施例と同じであるが、第１スリット光ＬＳ１の第１
撮像途切れ位置Ｒ１について幅ｄを有した第１座標と第
２座標を求めるにあたり、図１１に示すように幅ｄの間
隔の２本のスリット光ＬＳ１，ＬＳ１１を照射させるよ
うにしている。すなわち、第１スリット光源３は、２本
の平行なスリット光ＬＳ１，ＬＳ１１を照射するように
構成されている。
実施例は、位置検出ユニット６の制御内容については第
２実施例と同じであるが、第１スリット光ＬＳ１の第１
撮像途切れ位置Ｒ１について幅ｄを有した第１座標と第
２座標を求めるにあたり、図１１に示すように幅ｄの間
隔の２本のスリット光ＬＳ１，ＬＳ１１を照射させるよ
うにしている。すなわち、第１スリット光源３は、２本
の平行なスリット光ＬＳ１，ＬＳ１１を照射するように
構成されている。
【００４４】以上、実施例について説明してきたが具体
的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明
に含まれる。例えば、実施例では、溶接ロボットの位置
検出に用いた例を示したが、要は、ワークの任意の点を
検出する用途全般に用いることができる。また、実施例
では、ワークとして平な鉄板Ａ１，Ａ２を示したが、ワ
ークとしては、端縁を有するものであればどのようなも
のを適用してもよい。
的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明
に含まれる。例えば、実施例では、溶接ロボットの位置
検出に用いた例を示したが、要は、ワークの任意の点を
検出する用途全般に用いることができる。また、実施例
では、ワークとして平な鉄板Ａ１，Ａ２を示したが、ワ
ークとしては、端縁を有するものであればどのようなも
のを適用してもよい。
【００４５】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明の位置検
出装置にあっては、交差する複数のスリット光を照射す
る光照射手段を設け、このスリット光をワークの異なる
位置の端縁を跨ぐように照射させ、この端縁によりスリ
ット光が途切れる位置を撮像するカメラを設け、このカ
メラの撮像上の途切れ位置と予め設定した正規途切れ位
置とを比較して、ワークの正規位置に対する位置ずれを
検出する位置ずれ検出手段を設けたため、スリット光を
捜査させることなく１回の照射でワークの任意の位置を
検出できるもので、簡単な構造により任意の位置を検出
できるという効果が得られる。
出装置にあっては、交差する複数のスリット光を照射す
る光照射手段を設け、このスリット光をワークの異なる
位置の端縁を跨ぐように照射させ、この端縁によりスリ
ット光が途切れる位置を撮像するカメラを設け、このカ
メラの撮像上の途切れ位置と予め設定した正規途切れ位
置とを比較して、ワークの正規位置に対する位置ずれを
検出する位置ずれ検出手段を設けたため、スリット光を
捜査させることなく１回の照射でワークの任意の位置を
検出できるもので、簡単な構造により任意の位置を検出
できるという効果が得られる。
【００４６】すなわち、直交する２軸を有したｘ−ｙ平
面上の任意の位置を検出でき、さらに、前記ｘ−ｙ平面
に直交するｚ方向成分も加えた位置［すなわち、（ｘ，
ｙ，ｚ）の座標上の位置］を検出でき、ｙ方向の軸を中
心とした回動方向のずれθyを加えた（ｘ，ｙ，ｚ）の
座標上の位置を検出でき、さらに、請求項２あるいは３
記載の発明では、ｚ方向の軸を中心とした回動方向のず
れθz を加えた（ｘ，ｙ，ｚ）の座標上の位置を検出で
きる。
面上の任意の位置を検出でき、さらに、前記ｘ−ｙ平面
に直交するｚ方向成分も加えた位置［すなわち、（ｘ，
ｙ，ｚ）の座標上の位置］を検出でき、ｙ方向の軸を中
心とした回動方向のずれθyを加えた（ｘ，ｙ，ｚ）の
座標上の位置を検出でき、さらに、請求項２あるいは３
記載の発明では、ｚ方向の軸を中心とした回動方向のず
れθz を加えた（ｘ，ｙ，ｚ）の座標上の位置を検出で
きる。
【図１】本発明第１実施例の位置検出装置を示す全体図
である。
である。
【図２】第１実施例装置によるスリット光の照射状態を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図３】第１実施例装置の第１スリット光の照射状態と
カメラの撮像状態を示す側面図である。
カメラの撮像状態を示す側面図である。
【図４】第１実施例装置の位置検出ユニットの位置検出
制御の流れを示すフローチャートである。
制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】第１実施例装置の位置検出の作用を示す説明図
である。
である。
【図６】第１実施例装置の作用を示す説明図であり、
（イ）は側面図で（ロ）平面図である。
（イ）は側面図で（ロ）平面図である。
【図７】第１実施例装置の作用を示す説明図であり、
（イ）は側面図で（ロ）平面図である。
（イ）は側面図で（ロ）平面図である。
【図８】第２実施例装置のスリット光を示す平面図であ
る。
る。
【図９】スリット光の明度特性図であり、（イ）は第２
実施例のスリット光、（ロ）は従来あるいは第１実施例
のスリット光、（ハ）は従来特性のスリット光を用いた
第２実施例の特性のスリット光の作り方を示している。
実施例のスリット光、（ロ）は従来あるいは第１実施例
のスリット光、（ハ）は従来特性のスリット光を用いた
第２実施例の特性のスリット光の作り方を示している。
【図１０】第２実施例装置の位置検出ユニットの位置検
出制御の流れの要部を示すフローチャートである。
出制御の流れの要部を示すフローチャートである。
【図１１】第３実施例装置のスリット光を示す平面図で
ある。
ある。
【図１２】従来技術を示す斜視図である。
３ 第１スリット光源（光照射手段） ４ 第２スリット光源（光照射手段） ５ カメラ ６ 位置検出ユニット（位置ずれ検出手段） ＬＳ１ 第１スリット光 ＬＳ２ 第２スリット光 Ａ１ 鉄板（ワーク） Ａ２ 鉄板（ワーク） Ｔ１ 第１正規途切れ位置 Ｔ２ 第２正規途切れ位置 Ｐ１ 第１撮像途切れ位置 Ｐ２ 第２撮像途切れ位置 Ｑ１ 第１撮像途切れ位置 Ｑ２ 第２撮像途切れ位置 Ｒ１ 第１撮像途切れ位置 Ｒ２ 第２撮像途切れ位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 B23K 26/00 - 26/18
Claims (3)
- 【請求項１】 少なくとも２本のスリット光を位置検出
対象であるワーク上において＋あるいはＬ字状に直交さ
せる向きに照射する光照射手段が設けられ、 前記ワークに照射されたスリット光の状態を撮像するカ
メラが、各スリット光の照射方向と撮像方向とが所定の
傾斜角度αを有して設置され、 各スリット光がワークの端縁を跨ぐように照射した時の
前記カメラの撮像において、各スリット光がワークの端
縁において途切れる位置について、ワークを予め設定し
た正規位置に配置した際の位置である正規途切れ位置と
撮像上の位置である撮像途切れ位置とを比較して、ワー
クの正規位置に対する位置ずれを検出する位置ずれ検出
手段が設けられ、 前記位置ずれ検出手段は、前記直交方向の一方をｙ方
向、他方をｘ方向、ｘ−ｙ平面に直交する方向をｚ方向
とし、かつ、第１スリット光の撮像途切れ位置の座標を
（ｘ R1 ，ｙ R1 ，ｚ R1 ）とするとともに、第２スリット光
の撮像途切れ位置の座標を（ｘ R2 ，ｙ R2 ，ｚ R2 ）とした
場合、ワークの正規位置に対するｙ方向の位置ずれΔｙ
を、ｙ方向に平行な第１スリット光における撮像途切れ
位置のｙ座標の値ｙ p1 から正規途切れ位置のｙ座標の値
ｙ 01 を差し引いて求め、ワークの正規位置に対するｘ方
向の位置ずれΔｘを、ｘ方向に平行な第２スリット光に
おける撮像途切れ位置のｘ座標の値ｘ p2 から正規途切れ
位置のｘ座標の値ｘ 02 を差し引いて求め、さらに、任意
のスリット光において、前記正規途切れ位置と撮像途切
れ位置とのスリット直交方向の距離ａを求め、この距離
ａを傾斜角度αの正接値（ｔａｎα）で割った値を、ワ
ークの正規位置に対するｚ方向の位置ずれΔｚとして検
出し、 加えて、ワークのｙ軸回りの回動角度θ y を、 θ y ＝ｔａｎ -1 ［（ｚ R2 −ｚ R1 ）／（ｘ R1 −ｘ R2 ）］ の演算により求める構成である ことを特徴とする位置検
出装置。 - 【請求項２】 前記光照射手段は、交差するスリット光
の一方が、所定寸法の幅ｄを有するよう構成され、 前記位置ずれ検出手段は、前記幅ｄを有したスリット光
の一側縁における途切れ位置の座標を（ｘ R1 ，ｙ R1 ，ｚ
R1 ）、このスリット光の他側縁における途切れ位置の座
標を（ｘ R11 ，ｙ R11 ，ｚ R11 ）とした場合に、ワーク
のｚ軸回りの回動角度θ z を、 θ z ＝ｔａｎ -1 ［（ｙ R1 −ｙ R11 ）／ｄ］あるいは θ z ＝ｔａｎ -1 ［（ｘ R1 −ｘ R11 ）／ｄ］ の演算により求めるように構成されている ことを特徴と
する請求項１記載の位置検出装置。 - 【請求項３】 前記光照射手段は、交差するスリット光
の一方を、所定寸法の間隔ｄの平行な２本のスリット光
で構成され、 前記位置ずれ検出手段は、前記間隔ｄを有したスリット
光の一方における途切れ位置の座標を（ｘ R1 ，ｙ R1 ，ｚ
R1 ）、他方のスリット光における途切れ位置の座標を
（ｘ R11 ，ｙ R11 ，ｚ R11 ）としワークのｚ軸回りの回
動角度θz 求めるように構成されている ことを特徴とす
る請求項２記載の位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06298994A JP3204587B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06298994A JP3204587B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07270118A JPH07270118A (ja) | 1995-10-20 |
| JP3204587B2 true JP3204587B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=13216294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06298994A Expired - Fee Related JP3204587B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3204587B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6685806B2 (ja) * | 2016-04-04 | 2020-04-22 | 三菱重工業株式会社 | レーザ加工方法およびレーザ加工装置 |
| BR112021011981A2 (pt) * | 2018-12-20 | 2021-09-08 | Etxe-Tar, S.A. | Método de processamento de um objeto com um feixe de luz e sistema de processamento |
-
1994
- 1994-03-31 JP JP06298994A patent/JP3204587B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07270118A (ja) | 1995-10-20 |
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