JPH0718694B2 - 測定装置 - Google Patents
測定装置Info
- Publication number
- JPH0718694B2 JPH0718694B2 JP12115289A JP12115289A JPH0718694B2 JP H0718694 B2 JPH0718694 B2 JP H0718694B2 JP 12115289 A JP12115289 A JP 12115289A JP 12115289 A JP12115289 A JP 12115289A JP H0718694 B2 JPH0718694 B2 JP H0718694B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dimensional position
- position sensor
- unit
- measuring
- measurement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は測定装置、とりわけ撮像手段に２次元位置セン
サを使用した測定装置の構造に関する。
サを使用した測定装置の構造に関する。
従来の技術 プレス成形したパネルのような計測対象の形状を三角測
量の原理で測定する場合において、産業用ロボットのア
ームに計測ユニットを取り付け、産業用ロボットのアー
ムを駆動することにより計測ユニットと測定対象とを相
対的に移動させる一方、計測ユニットから測定対象の測
定面にスリット光を照射，投影し、この投影像を計測ユ
ニットの撮像手段で捕えて測定対象の立体的な全体形状
を計測する所謂光切断法による測定装置が知られている
（特開昭62−299708号公報参照）。
量の原理で測定する場合において、産業用ロボットのア
ームに計測ユニットを取り付け、産業用ロボットのアー
ムを駆動することにより計測ユニットと測定対象とを相
対的に移動させる一方、計測ユニットから測定対象の測
定面にスリット光を照射，投影し、この投影像を計測ユ
ニットの撮像手段で捕えて測定対象の立体的な全体形状
を計測する所謂光切断法による測定装置が知られている
（特開昭62−299708号公報参照）。
発明が解決しようとする課題 上記のような測定装置の計測ユニットに撮像手段として
２次元位置センサを使用し、測定時間を短縮することが
考えられてきている。しかし２次元位置センサにより撮
像される測定対象の位置が該２次元位置センサの中心よ
り大きくずれると、照射手段によって描かれた測定面上
の投影の一部分が、２次元位置センサによって精度よく
検出できる領域から外れて、測定精度が悪くなってしま
う。
２次元位置センサを使用し、測定時間を短縮することが
考えられてきている。しかし２次元位置センサにより撮
像される測定対象の位置が該２次元位置センサの中心よ
り大きくずれると、照射手段によって描かれた測定面上
の投影の一部分が、２次元位置センサによって精度よく
検出できる領域から外れて、測定精度が悪くなってしま
う。
課題を解決するための手段 本発明は、産業用ロボットのアームに計測ユニットを取
り付け、この計測ユニットによる三角測量の原理で測定
対象の形状を測定するようにした測定装置において、撮
像手段として２次元位置センサを有する計測ユニット
と、この計測ユニットの２次元位置センサで検出した撮
像出力を取り込んで所定の処理を行うロボット制御手段
とを備えている。
り付け、この計測ユニットによる三角測量の原理で測定
対象の形状を測定するようにした測定装置において、撮
像手段として２次元位置センサを有する計測ユニット
と、この計測ユニットの２次元位置センサで検出した撮
像出力を取り込んで所定の処理を行うロボット制御手段
とを備えている。
そして、前記ロボット制御手段は、２次元位置センサで
検出した撮像出力を平均化処理して、この平均化処理結
果と２次元位置センサの中心とのオフセット量ならびに
上記平均化処理結果の傾きのそれぞれを算出する位置補
正演算手段と、測定位置指令手段から与えられる目標値
と前記位置補正演算手段から与えられるオフセット量お
よび傾きのそれぞれを入力として、これらオフセット量
と傾きとに基づいて２次元位置センサによる撮像位置が
該２次元位置センサの中心にくるように前記目標値を補
正する３次元位置補正手段と、前記３次元位置補正手段
からの指令に基づいて産業用ロボットのアームを駆動す
る位置決め制御手段とから構成されている。
検出した撮像出力を平均化処理して、この平均化処理結
果と２次元位置センサの中心とのオフセット量ならびに
上記平均化処理結果の傾きのそれぞれを算出する位置補
正演算手段と、測定位置指令手段から与えられる目標値
と前記位置補正演算手段から与えられるオフセット量お
よび傾きのそれぞれを入力として、これらオフセット量
と傾きとに基づいて２次元位置センサによる撮像位置が
該２次元位置センサの中心にくるように前記目標値を補
正する３次元位置補正手段と、前記３次元位置補正手段
からの指令に基づいて産業用ロボットのアームを駆動す
る位置決め制御手段とから構成されている。
作用 撮像位置が２次元位置センサの中心にくるように産業用
ロボットのアームを駆動し、計測ユニットを倣い制御し
て、測定対象の全体形状を自動的に測定する。
ロボットのアームを駆動し、計測ユニットを倣い制御し
て、測定対象の全体形状を自動的に測定する。
実施例 第1,2図において、１は測定対象であって、例えば所要
の形状にプレス成形されたパネルである。２は計測ユニ
ットであって、照射手段３と撮像手段４とを備えてい
る。照射手段３は光源からの光をスリット光Ｌに形成
し、このスリット光Ｌを測定対象１の測定面に照射，投
影する構造になっている。撮像手段４は測定対象１の測
定面にスリット光Ｌにより描かれた投影像を撮像して電
気量に変換して出力するものであって、半導体光位置検
出器（PSD:Position sensetive device）のような２次
元位置センサにて構成されている。
の形状にプレス成形されたパネルである。２は計測ユニ
ットであって、照射手段３と撮像手段４とを備えてい
る。照射手段３は光源からの光をスリット光Ｌに形成
し、このスリット光Ｌを測定対象１の測定面に照射，投
影する構造になっている。撮像手段４は測定対象１の測
定面にスリット光Ｌにより描かれた投影像を撮像して電
気量に変換して出力するものであって、半導体光位置検
出器（PSD:Position sensetive device）のような２次
元位置センサにて構成されている。
ここで計測ユニット２は第１図に示すように、X,Y,Z,軸
のほか、Ｚ軸まわりに回転するＡ軸、Ｘ軸まわりに回転
するＢ軸、Ｙ軸まわりに回転するＣ軸の合計６軸を有す
る産業用ロボットのアーム10に取り付けられ、アーム10
のX,Y,Z,A,B,Cの６軸が駆動することにより、測定対象
１と一定の離間距離を保ちながらスリット光Ｌの長手方
向と直交するＸ方向に移動して、測定対象１の全体形状
を測定するようになっている。
のほか、Ｚ軸まわりに回転するＡ軸、Ｘ軸まわりに回転
するＢ軸、Ｙ軸まわりに回転するＣ軸の合計６軸を有す
る産業用ロボットのアーム10に取り付けられ、アーム10
のX,Y,Z,A,B,Cの６軸が駆動することにより、測定対象
１と一定の離間距離を保ちながらスリット光Ｌの長手方
向と直交するＸ方向に移動して、測定対象１の全体形状
を測定するようになっている。
具体的には、産業用ロボットのロボット制御装置30の一
部を構成している３次元位置補正回路12が測定位置指令
部11から出力される目標値としての指令信号Q11と位置
補正演算部13から出力されるフィードバック量としての
補正信号Q13とに基づいて制御信号Q12を演算して６軸位
置決め制御部14に出力し、６軸位置決め制御部14が制御
信号Q12に応じてＸ軸モータ15、Ｙ軸モータ16、Ｚ軸モ
ータ17、Ａ軸モータ18、Ｂ軸モータ19、Ｃ軸モータ20を
駆動することにより、計測ユニット２が測定対象１から
一定の距離離れてX,Y,Z方向に合成移動するとともに、
６軸位置決め制御部14からのA,B,Cの現在位置信号Q14-1
と計測ユニット２の２次元位置センサ４からの測定値信
号Q4とを３次元方向変換部21と位置補正演算部13とに取
り込む。そして３次元方向変換部21ではA,B,Cの現在位
置信号Q14-1を基準として測定値信号Q4をX,Y,Z軸の３次
元方向の測定位置信号Q21（Ｐ（X,Y,Z））に変換し、こ
の測定位置信号Q21と６軸位置決め制御部14からのX,Y,Z
の現在位置信号Q14-2を加算演算部22で加算演算し、こ
の加算信号Q22を面データ処理部23に取り込み、面デー
タ処理部23が加算信号Q22に基づいて面データQ23を演算
し、この面データQ23を測定結果として出力する。
部を構成している３次元位置補正回路12が測定位置指令
部11から出力される目標値としての指令信号Q11と位置
補正演算部13から出力されるフィードバック量としての
補正信号Q13とに基づいて制御信号Q12を演算して６軸位
置決め制御部14に出力し、６軸位置決め制御部14が制御
信号Q12に応じてＸ軸モータ15、Ｙ軸モータ16、Ｚ軸モ
ータ17、Ａ軸モータ18、Ｂ軸モータ19、Ｃ軸モータ20を
駆動することにより、計測ユニット２が測定対象１から
一定の距離離れてX,Y,Z方向に合成移動するとともに、
６軸位置決め制御部14からのA,B,Cの現在位置信号Q14-1
と計測ユニット２の２次元位置センサ４からの測定値信
号Q4とを３次元方向変換部21と位置補正演算部13とに取
り込む。そして３次元方向変換部21ではA,B,Cの現在位
置信号Q14-1を基準として測定値信号Q4をX,Y,Z軸の３次
元方向の測定位置信号Q21（Ｐ（X,Y,Z））に変換し、こ
の測定位置信号Q21と６軸位置決め制御部14からのX,Y,Z
の現在位置信号Q14-2を加算演算部22で加算演算し、こ
の加算信号Q22を面データ処理部23に取り込み、面デー
タ処理部23が加算信号Q22に基づいて面データQ23を演算
し、この面データQ23を測定結果として出力する。
一方、位置補正演算部13は第２図に示すように計測ユニ
ット２からの測定値信号Q4を平均化処理し、この演算結
果と２次元位置センサ４の中心とのオフセット量Pfなら
びに上記演算結果の傾きθをそれぞれ算出するととも
に、６軸位置決め制御部14からのA,B,Cの現在位置信号Q
14-1からスリット光方向X0，Y0，Z0を算出し、上記オフ
セット量Pf、傾きθおよびスリット光方向X0，Y0，Z0に
基づいてＸ軸モータ15、Ｙ軸モータ16、Ｚ軸モータ17へ
の補正信号Q13-1（ε（X,Y,Z））を演算する一方、この
演算結果よりＡ軸モータ18、Ｂ軸モータ19、Ｃ軸モータ
20への補正信号Q13-2（ε（A,B,C））を演算する。
ット２からの測定値信号Q4を平均化処理し、この演算結
果と２次元位置センサ４の中心とのオフセット量Pfなら
びに上記演算結果の傾きθをそれぞれ算出するととも
に、６軸位置決め制御部14からのA,B,Cの現在位置信号Q
14-1からスリット光方向X0，Y0，Z0を算出し、上記オフ
セット量Pf、傾きθおよびスリット光方向X0，Y0，Z0に
基づいてＸ軸モータ15、Ｙ軸モータ16、Ｚ軸モータ17へ
の補正信号Q13-1（ε（X,Y,Z））を演算する一方、この
演算結果よりＡ軸モータ18、Ｂ軸モータ19、Ｃ軸モータ
20への補正信号Q13-2（ε（A,B,C））を演算する。
以上の実施例構造によれば、照射手段３から発射するス
リット光Ｌの長手方向を産業用ロボットのＹ軸方向と平
行にセットし、スリット光Ｌが産業用ロボットのＸ軸方
向と平行に移動するように、産業用ロボットのアーム10
を駆動しながらスリット光Ｌを測定対象１に照射，投影
し、この投影像を２次元位置センサ４で捕えて測定対象
１の全体形状を測定する。
リット光Ｌの長手方向を産業用ロボットのＹ軸方向と平
行にセットし、スリット光Ｌが産業用ロボットのＸ軸方
向と平行に移動するように、産業用ロボットのアーム10
を駆動しながらスリット光Ｌを測定対象１に照射，投影
し、この投影像を２次元位置センサ４で捕えて測定対象
１の全体形状を測定する。
この場合において、位置補正演算部13が計測ユニット２
からの測定値信号Q4からオフセット量Pfと傾きθとを求
めた上で、このオフセット量Pfと傾きθから補正信号Q
13-1，Q13-2を算出して３次元位置補正回路12に出力す
る。この３次元位置補正回路12では、上記の位置補正演
算部13からの補正信号Q13-1，Q13-2により測定位置司令
部11から指令信号Q11を補正して制御信号Q12をつくり出
し、３次元位置補正回路12からの制御信号Q12により、
６軸位置決め制御部14がＸ軸モータ15、Ｙ軸モータ16、
Ｚ軸モータ17、Ａ軸モータ18、Ｂ軸モータ19、Ｃ軸モー
タ20を駆動制御し、これにより産業用ロボットのアーム
10が駆動され、撮像位置が２次元位置センサ４の中心ｌ
にくる。
からの測定値信号Q4からオフセット量Pfと傾きθとを求
めた上で、このオフセット量Pfと傾きθから補正信号Q
13-1，Q13-2を算出して３次元位置補正回路12に出力す
る。この３次元位置補正回路12では、上記の位置補正演
算部13からの補正信号Q13-1，Q13-2により測定位置司令
部11から指令信号Q11を補正して制御信号Q12をつくり出
し、３次元位置補正回路12からの制御信号Q12により、
６軸位置決め制御部14がＸ軸モータ15、Ｙ軸モータ16、
Ｚ軸モータ17、Ａ軸モータ18、Ｂ軸モータ19、Ｃ軸モー
タ20を駆動制御し、これにより産業用ロボットのアーム
10が駆動され、撮像位置が２次元位置センサ４の中心ｌ
にくる。
例えば、測定の進行に伴って２次元位置センサ４で捕え
られる撮像位置が、第３図（Ａ）に示すように２次元位
置センサ４の中心ｌよりも下方に位置するような場合、
あるいは第３図（Ｂ）に示すように２次元位置センサ４
の中心に対して傾きθをもって位置するような場合で
も、産業用ロボットのアーム10が駆動制御されて、第３
図（Ｃ）に示すように２次元位置センサ４の中心にくる
ように位置補正される。
られる撮像位置が、第３図（Ａ）に示すように２次元位
置センサ４の中心ｌよりも下方に位置するような場合、
あるいは第３図（Ｂ）に示すように２次元位置センサ４
の中心に対して傾きθをもって位置するような場合で
も、産業用ロボットのアーム10が駆動制御されて、第３
図（Ｃ）に示すように２次元位置センサ４の中心にくる
ように位置補正される。
発明の効果 以上のように本発明によれば、撮像位置が２次元位置セ
ンサの中心で捕えられるので測定対象上の撮像の一部分
が２次元位置センサの検出領域から外れるような不都合
を解消することができ、産業用ロボットのロボット制御
装置に予め設定された目標値を変更せずに計測ユニット
をいわゆる倣い制御方式で移動させて、測定対象の全体
形状を自動的に測定できる。
ンサの中心で捕えられるので測定対象上の撮像の一部分
が２次元位置センサの検出領域から外れるような不都合
を解消することができ、産業用ロボットのロボット制御
装置に予め設定された目標値を変更せずに計測ユニット
をいわゆる倣い制御方式で移動させて、測定対象の全体
形状を自動的に測定できる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は同実
施例の作用を説明する２次元位置センサの平面図、第３
図は同実施例の作用説明図である。 １…測定対象、２…計測ユニット、４…２次元位置セン
サ（撮像手段）、10…アーム、11…測定位置指令部（測
定位置指令手段）、12…３次元位置補正回路（３次元位
置補正手段）、13…位置補正演算部（位置補正手段）、
14…６軸位置決め制御部（位置決め制御手段）、30…ロ
ボット制御装置（ロボット制御手段）。
施例の作用を説明する２次元位置センサの平面図、第３
図は同実施例の作用説明図である。 １…測定対象、２…計測ユニット、４…２次元位置セン
サ（撮像手段）、10…アーム、11…測定位置指令部（測
定位置指令手段）、12…３次元位置補正回路（３次元位
置補正手段）、13…位置補正演算部（位置補正手段）、
14…６軸位置決め制御部（位置決め制御手段）、30…ロ
ボット制御装置（ロボット制御手段）。
Claims (1)
- 【請求項１】産業用ロボットのアームに計測ユニットを
取り付け、この計測ユニットによる三角測量の原理で測
定対象の形状を測定するようにした測定装置において、 撮像手段として２次元位置センサを有する計測ユニット
と、この計測ユニットの２次元位置センサで検出した撮
像出力を取り込んで所定の処理を行うロボット制御手段
とを備えてなり、 前記ロボット制御手段は、 ２次元位置センサで検出した撮像出力を平均化処理し
て、この平均化処理結果と２次元位置センサの中心との
オフセット量ならびに上記平均化処理結果の傾きのそれ
ぞれを算出する位置補正演算手段と、 測定位置指令手段から与えられる目標値と前記位置補正
演算手段から与えられるオフセット量および傾きのそれ
ぞれを入力として、これらオフセット量と傾きとに基づ
いて２次元位置センサによる撮像位置が該２次元位置セ
ンサの中心にくるように前記目標値を補正する３次元位
置補正手段と、 前記３次元位置補正手段からの指令に基づいて産業用ロ
ボットのアームを駆動する位置決め制御手段、 とから構成されていることを特徴とする測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12115289A JPH0718694B2 (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12115289A JPH0718694B2 (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02300610A JPH02300610A (ja) | 1990-12-12 |
| JPH0718694B2 true JPH0718694B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=14804137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12115289A Expired - Lifetime JPH0718694B2 (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0718694B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010190812A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Pulstec Industrial Co Ltd | ３次元形状測定装置および３次元形状測定方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05322534A (ja) * | 1992-05-25 | 1993-12-07 | Honda Motor Co Ltd | 物品の表面形状測定方法及び表面形状測定装置 |
-
1989
- 1989-05-15 JP JP12115289A patent/JPH0718694B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010190812A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Pulstec Industrial Co Ltd | ３次元形状測定装置および３次元形状測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02300610A (ja) | 1990-12-12 |
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