JPH07104133B2 - Work position detector - Google Patents

Work position detector

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JPH07104133B2
JPH07104133B2 JP9697287A JP9697287A JPH07104133B2 JP H07104133 B2 JPH07104133 B2 JP H07104133B2 JP 9697287 A JP9697287 A JP 9697287A JP 9697287 A JP9697287 A JP 9697287A JP H07104133 B2 JPH07104133 B2 JP H07104133B2
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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、イメージセンサを用いたワーク位置検出装置
に係り、特にイメージセンサの取付け再現性を良好に保
てるようにしたワーク位置検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a work position detecting device using an image sensor, and more particularly to a work position detecting device capable of maintaining good reproducibility of attachment of an image sensor.

「従来の技術」 イメージセンサを用いたワーク位置検出装置として、第
9図に示すように、ワークWの搬送ラインLの側方にイ
メージセンサIを配し、ラインLをはさんでイメージセ
ンサIと対向する位置に光源Kを配し、イメージセンサ
Iに投射されたワークWの一部の像の明暗からワークW
の位置を割り出す、というものがある。
“Prior Art” As a work position detecting device using an image sensor, as shown in FIG. 9, an image sensor I is arranged on a side of a conveyance line L of a work W, and the image sensor I is sandwiched across the line L. The light source K is arranged at a position facing the workpiece W, and the light source K is projected from the light and dark of a part of the image of the workpiece W projected on the image sensor I.
There is a thing to figure out the position of.

このような装置では、イメージセンサIを時々交換した
り、調整し直したりすることがあるが、その場合、従来
ではワークWを一定の位置に停止させ、停止させたワー
クWを基準としてイメージセンサIの調整を行なってい
る。
In such an apparatus, the image sensor I may be replaced or readjusted from time to time. In that case, in the conventional case, the work W is stopped at a fixed position and the stopped work W is used as a reference. I'm adjusting.

「発明が解決しようとする問題点」 上のような調整を正確に行なうには、ワークWを基準位
置に正確に固定することが条件となる。しかし、コンベ
ア等の不安定な装置でワークWが支持されているような
場合には、ワークWを、基準位置に正確に停止させるこ
とがなかなか困難であるから、上の方法では正確な調整
が行なえず、その結果イメージセンサの取り付け再現性
を良好に保つことができないという問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] In order to perform the above-described adjustment accurately, it is a condition that the work W is accurately fixed at the reference position. However, when the work W is supported by an unstable device such as a conveyor, it is difficult to accurately stop the work W at the reference position. Therefore, there is a problem that the reproducibility of mounting the image sensor cannot be kept good as a result.

本発明は、以上のような問題点を解決したイメージセン
サの取り付け再現性を良好に保てるワーク位置検出装置
を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a work position detecting device which can solve the above problems and keep good reproducibility of attachment of an image sensor.

「問題点を解決するための手段」 本発明は、前記目的を達成するために次のような構成と
している。即ち、光源と、該光源との間に位置するワー
クの像を受像して該ワークの位置を検出するとともに前
記像を映し出すファインダーを有するイメージセンサと
を有する装置であって、前記イメージセンサと光源との
間に、ワークの位置を検出する適正状態にあるイメージ
センサの前記ファインダーの既定位置に像を映す基準位
置決め治具を常備してなることを特徴としている。
"Means for Solving Problems" The present invention has the following configuration in order to achieve the above object. That is, an apparatus having a light source and an image sensor having a finder for receiving an image of a work located between the light source and detecting the position of the work and projecting the image, the image sensor and the light source In between, a reference positioning jig for projecting an image at a predetermined position of the finder of the image sensor in a proper state for detecting the position of the work is always provided.

「作用」 イメージセンサのファインダーの既定位置に、基準位置
決め治具が像を映すようにイメージセンサを調整するこ
とにより、イメージセンサがワークの位置を検出する適
正状態とされる。よって、ワークを基準にする必要がな
くなる。
[Operation] By adjusting the image sensor so that the reference positioning jig projects an image at the predetermined position of the finder of the image sensor, the image sensor is in an appropriate state for detecting the position of the work. Therefore, it is not necessary to use the work as a reference.

「実施例」 以下、本発明の実施例を第1図ないし第8図に基づいて
説明する。
[Examples] Examples of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 8.

まず、ワークの一次元位置を検出する装置について第1
図ないし第4図を参照して説明すると、イメージセンサ
Iの直前に、位置合わせ板(基準位置決め治具)20が固
定的に設けられている。この位置合わせ板20の縁部20a
像は、ちょうど適正に配されたイメージセンサIの視野
F内に入るように垂直に設定されている。
First, regarding the device for detecting the one-dimensional position of the work,
Describing with reference to FIG. 4 to FIG. 4, an alignment plate (reference positioning jig) 20 is fixedly provided immediately before the image sensor I. The edge 20a of this alignment plate 20
The image is vertically set so as to be within the field of view F of the image sensor I which is just arranged.

第2図はイメージセンサIの視野F内に映る画像であ
る。イメージセンサIを調整するには、まず光源K像が
ファインダー内に刻まれた測定部S(センターライン)
上にのるようファインダー内を肉眼で見て調整し、次に
位置合わせ板20の縁部20aのデータが、ちょうど基準と
なる位置にくるよう、イメージセンサIを調整する。こ
れにより、イメージセンサIの取付け再現性が確保され
る。なお、Wはワークとしての車体のフロントピラーを
示す。
FIG. 2 is an image shown in the visual field F of the image sensor I. In order to adjust the image sensor I, first, the measuring portion S (center line) in which the image of the light source K is engraved in the finder
The image sensor I is adjusted so that the inside of the finder is visually observed as shown above, and then the data of the edge portion 20a of the alignment plate 20 is exactly at the reference position. This ensures the reproducibility of mounting the image sensor I. Note that W indicates a front pillar of the vehicle body as a work.

第3図は、この実施例の位置合わせ板20の変形例を示
す。この変形例では、位置合わせ板21の中央に四角い窓
22が明けられ、その窓22がイメージセンサIの直前に位
置するように設定されている。この窓22は、適正に配置
されたイメージセンサIのファインダーで見たとき、ち
ょうど窓22の縁部22a像とフアインダーの視野Fの縁が
重なるように設定されている。この装置で、調整を行な
う場合、イメージセンサIのファインダーを見ながら、
第4図に示すようにファインダーの視野Fの縁が位置合
わせ板21の窓22の縁部22a像と一致するように、イメー
ジセンサIを調整すればよい。
FIG. 3 shows a modification of the alignment plate 20 of this embodiment. In this modification, a square window is formed in the center of the alignment plate 21.
22 is opened, and its window 22 is set to be located immediately in front of the image sensor I. The window 22 is set so that the image of the edge portion 22a of the window 22 and the edge of the field of view F of the finder overlap each other when viewed by the viewfinder of the image sensor I properly arranged. When adjusting with this device, while looking at the viewfinder of the image sensor I,
As shown in FIG. 4, the image sensor I may be adjusted so that the edge of the field of view F of the finder coincides with the image of the edge 22a of the window 22 of the alignment plate 21.

以上のように、この実施例の装置によれば、イメージセ
ンサIの位置が何等かの理由で若干ずれた場合でも、速
やかに再調整可能である。また、ワークWがイメージセ
ンサIと光源Kの間にある場合にも調整可能である。
As described above, according to the apparatus of this embodiment, even if the position of the image sensor I is slightly displaced for some reason, the readjustment can be performed quickly. Further, the adjustment is possible even when the work W is between the image sensor I and the light source K.

次に、本発明が適用されるワークの3次元位置を検出す
るシステムの例を第5図ないし第8図を参照して述べ
る。このシステムは、自動車製造ラインの塗装ロボット
用車体位置ずれ検出システムである。符号1ないし3
は、1次元イメージセンサであって、これらのイメージ
センサ1ないし3は、いずれも、車体(ワーク)4が間
欠的に送られているラインの一側部に設けられている。
前記ラインを挾んでイメージセンサ1と対向する位置に
は、それぞれ高周波点灯蛍光灯からなる光源5が設けら
れており、該光源5から照射された光線を検出すること
により、車体4のフロントピラー4aのライン進行方向
(以下X軸方向という)の位置が測定されるようになっ
ている。
Next, an example of a system for detecting the three-dimensional position of a work to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. This system is a vehicle body position shift detection system for a painting robot in an automobile manufacturing line. Reference numbers 1 to 3
Is a one-dimensional image sensor, and each of these image sensors 1 to 3 is provided on one side of a line to which a vehicle body (work) 4 is intermittently sent.
A light source 5 composed of a high-frequency lighting fluorescent lamp is provided at a position facing the image sensor 1 across the line, and by detecting a light beam emitted from the light source 5, the front pillar 4a of the vehicle body 4 is detected. The position in the line advancing direction (hereinafter referred to as the X-axis direction) is measured.

また、イメージセンサ2と対向する位置には、前記光源
5と同様に構成された光源6が設けられており、該光源
6から照射された光線を検出することにより、フロント
ホイールハウス4bの下端部の上下方向(以下Z軸方向と
いう)の位置が測定されるようになっている。
A light source 6 configured similarly to the light source 5 is provided at a position facing the image sensor 2, and by detecting a light beam emitted from the light source 6, the lower end portion of the front wheel house 4b is detected. The position in the vertical direction (hereinafter referred to as the Z-axis direction) is measured.

また、イメージセンサ3と対向する位置には、前記光源
5・6と同様に構成された光源7が設けられており、該
光源7から照射された光線を検出することにより、車体
4のリアホイールハウス4cの下端部の上下方向の位置を
測定するようになっている。
A light source 7 having the same structure as the light sources 5 and 6 is provided at a position facing the image sensor 3, and a rear wheel of the vehicle body 4 is detected by detecting a light beam emitted from the light source 7. The vertical position of the lower end of the house 4c is measured.

さらに、符号8・9はいずれも1次元センサとしての超
音波距離センサであって、これらの超音波距離センサ8
・9は、車体4の前後方向に離れた2箇所で該車体4と
の距離を測定するようになっている。
Further, reference numerals 8 and 9 each denote an ultrasonic distance sensor as a one-dimensional sensor.
9 is designed to measure the distance from the vehicle body 4 at two locations apart from each other in the front-back direction of the vehicle body 4.

また、前記超音波距離センサ8・9の後方位置には補正
用の超音波距離センサ10が設けられており、この超音波
距離センサ10に既知の距離Lを常時測定させておくこと
により、温度あるいは気圧変化による前記超音波距離セ
ンサ8・9の測定誤差を修正すべく補正信号を得るよう
になっている。
Further, an ultrasonic distance sensor 10 for correction is provided at a position rearward of the ultrasonic distance sensors 8 and 9, and the ultrasonic distance sensor 10 constantly measures a known distance L so that the temperature Alternatively, a correction signal is obtained to correct the measurement error of the ultrasonic distance sensors 8 and 9 due to the change in atmospheric pressure.

そして、前記イメージセンサ1ないし3は変換器11ない
し13を介して、また超音波距離センサ8ないし10は変換
器14ないし16を介してそれぞれ演算装置17に接続され、
さらに、この演算装置17には記憶装置18が接続されてい
る。
The image sensors 1 to 3 are connected to the arithmetic unit 17 via the converters 11 to 13, and the ultrasonic distance sensors 8 to 10 are connected to the arithmetic unit 17 via the converters 14 to 16, respectively.
Further, a storage device 18 is connected to the arithmetic unit 17.

このような構成の検出装置の動作を、1次元イメージセ
ンサ1を例として説明すると、車体4がラインを運搬さ
れて所定の位置に配置されると、第8図に示すように光
源5がフロントピラー4aによりさえぎられ、したがっ
て、同図示の如き明暗のパターンがイメージセンサ1に
検出される。そして、イメージセンサ1を構成するn個
の素子(図ではX軸方向の長さを個数で表示している)
のどの位置の素子がOFF(暗)となっているか(図示例
では距離iの地点)によりピラー4aの位置を検出し、こ
れより、車体のx軸方向の位置が演算装置17に認識され
る。なお、イメージセンサ2・3においても、同様の原
理によって車体4のz軸方向の位置が検出され、さら
に、イメージセンサ2・3の測定値から、y軸を中心と
する回転位置が検出されるようになっている。
The operation of the detection device having such a configuration will be described by taking the one-dimensional image sensor 1 as an example. The image sensor 1 detects a bright and dark pattern as shown in FIG. Then, n elements constituting the image sensor 1 (in the figure, the length in the X-axis direction is indicated by the number)
The position of the pillar 4a is detected depending on which position of the element is OFF (dark) at the position of the distance i in the illustrated example, and from this, the arithmetic unit 17 recognizes the position of the vehicle body in the x-axis direction. . In the image sensors 2 and 3, the position of the vehicle body 4 in the z-axis direction is detected by the same principle, and further, the rotational position around the y axis is detected from the measured values of the image sensors 2 and 3. It is like this.

一方、変換器14・15は、超音波距離センサ8・9から発
信された超音波が車体4で反射して受信されるのに要す
る時間T1,T2を測定しており、この時間データを下記の
ように処理することにより各センサから車体4までのy
軸方向の距離L1およびL2が求められるとともに、z軸を
中心とする回転位置が求められるようになっている。
On the other hand, the transducers 14 and 15 measure the times T 1 and T 2 required for the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic distance sensors 8 and 9 to be reflected by the vehicle body 4 and received. From each sensor to the vehicle body 4 by processing
The axial distances L 1 and L 2 are obtained, and the rotational position around the z axis is obtained.

L1=L×T1/T L2=L×T2/T ただし、L1:超音波距離センサ8と車体4との距離 L2:超音波距離センサ9と車体4との距離 したがって、各イメージセンサ1・2・3・超音波距離
センサ8・9から5つの1次元距離情報が得られ、前記
演算器17は、これらの1次元距離情報を、記憶装置18に
記憶されたセンサ検出値と車体位置ずれ良との関係式に
したがって処理して車体ずれ量を算出する。
L 1 = L × T 1 / TL 2 = L × T 2 / T where L 1 is the distance between the ultrasonic distance sensor 8 and the vehicle body L 2 is the distance between the ultrasonic distance sensor 9 and the vehicle body 4 Five pieces of one-dimensional distance information are obtained from the image sensors 1, 2, 3 and the ultrasonic distance sensors 8.9, and the arithmetic unit 17 stores these one-dimensional distance information in the storage device 18 as sensor detection values. The vehicle body displacement amount is calculated by performing processing according to the relational expression of “the vehicle body position displacement is good”.

本発明は、以上のシステムに適用できるのであるが、そ
れ以外のイメージセンサを用いたワーク位置検出装置に
も勿論適用できる。
The present invention can be applied to the above system, but can of course be applied to a work position detecting device using other image sensors.

「発明の効果」 本発明によれば、光源と、該光源との間に位置するワー
クの像を受像して該ワークの位置を検出するとともに前
記像を映し出すファインダーを有するイメージセンサと
を有する装置であって、前記イメージセンサと光源との
間に、ワークの位置を検出する適正状態にあるイメージ
センサの前記ファインダーの既定位置に像を映す基準位
置決め治具を常備したので、イメージセンサを交換、調
整する際に、イメージセンサのファインダーの既定位置
に基準位置決め治具が像を映すようにイメージセンサを
調整することで、イメージセンサはワークの位置を検出
する適正状態になり、よって、取り付け再現性を得るこ
とができる。
"Effect of the Invention" According to the present invention, an apparatus having a light source and an image sensor having a finder that receives an image of a work located between the light source, detects the position of the work, and projects the image. In the meantime, between the image sensor and the light source, since a reference positioning jig for projecting an image at a predetermined position of the finder of the image sensor in a proper state for detecting the position of the work is always provided, the image sensor is replaced, When adjusting, adjust the image sensor so that the reference positioning jig projects an image at the default position of the finder of the image sensor, and the image sensor will be in the proper state to detect the position of the work. Can be obtained.

したがって、調整効率を向上させるとともに、イメージ
センサ交換前の過去のセンシングデータを用いて工業用
ロボットを稼動させることが可能となる。
Therefore, it is possible to improve the adjustment efficiency and operate the industrial robot by using the past sensing data before the image sensor replacement.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図ないし第4図は本発明のワークの1次元位置を検
出する装置の実施例を示すもので、第1図は斜視図、第
2図はイメージセンサ調整時のファインダーの視野内に
映る画像を示す図、第3図は位置合わせ板の変形例を示
す平面図、第4図は同位置合わせ板を用いた場合のイメ
ージセンサ調整時のファインダー視野内画像を示す図、
第5図ないし第8図は本発明が適用されるワークの3次
元位置を検出するシステムの実施例例を説明するための
図であり、第5図はシステムの構成を示す平面図、第6
図は側面図、第7図は正面図、第8図は一つの1次元イ
メージセンサについての測定原理の説明図、第9図はこ
こで問題とするワーク位置検出装置の従来技術を説明す
るために示す斜視図である。 I……イメージセンサ、W……ワーク、K……光源、1,
2,3……1次元イメージセンサ、4……車体(ワー
ク)、5,6,7……光源、20,21……位置合わせ板(基準位
置決め治具)。
1 to 4 show an embodiment of an apparatus for detecting a one-dimensional position of a work according to the present invention. FIG. 1 is a perspective view, and FIG. 2 is shown in a viewfinder field of view when adjusting an image sensor. FIG. 3 shows an image, FIG. 3 is a plan view showing a modified example of the alignment plate, and FIG. 4 is a view showing an image in the viewfinder field when adjusting the image sensor when the alignment plate is used.
5 to 8 are views for explaining an embodiment of a system for detecting a three-dimensional position of a work to which the present invention is applied, and FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the system, and FIG.
FIG. 7 is a side view, FIG. 7 is a front view, FIG. 8 is an explanatory view of a measurement principle of one one-dimensional image sensor, and FIG. 9 is for explaining a conventional technique of a work position detecting device which is a problem here. It is a perspective view shown in FIG. I ... Image sensor, W ... Work, K ... Light source, 1,
2,3 ... 1-dimensional image sensor, 4 ... Car body (work), 5, 6, 7 ... Light source, 20, 21 ... Positioning plate (reference positioning jig).

フロントページの続き (72)発明者 熊谷 信治 神奈川県横浜市瀬谷区阿久和町4107 トキ コ三ツ境寮Front Page Continuation (72) Inventor Shinji Kumagai 4107 Akuwa-cho, Seya-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Tokiko Mitsukyo Dormitory

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源と、該光源との間に位置するワークの
像を受像して該ワークの位置を検出するとともに前記像
を映し出すファインダーを有するイメージセンサとを有
する装置であって、 前記イメージセンサと光源との間に、ワークの位置を検
出する適正状態にあるイメージセンサの前記ファインダ
ーの既定位置に像を映す基準位置決め治具を常備してな
ることを特徴とするワーク位置検出装置。
1. An apparatus comprising: a light source; and an image sensor having a finder for receiving an image of a work located between the light source and detecting the position of the work and projecting the image. A work position detecting device, characterized in that a reference positioning jig for projecting an image at a predetermined position of the finder of an image sensor in an appropriate state for detecting the position of the work is always provided between the sensor and the light source.
JP9697287A 1987-04-20 1987-04-20 Work position detector Expired - Fee Related JPH07104133B2 (en)

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