JPH07270118A - Position detection apparatus - Google Patents

Position detection apparatus

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JPH07270118A
JPH07270118A JP6062989A JP6298994A JPH07270118A JP H07270118 A JPH07270118 A JP H07270118A JP 6062989 A JP6062989 A JP 6062989A JP 6298994 A JP6298994 A JP 6298994A JP H07270118 A JPH07270118 A JP H07270118A
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slit light
light
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interruption
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俊司 土性
Kunihiko Mihashi
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Abstract

PURPOSE:To detect the arbitrary position of an object while a laser light source and a camera are kept fixed. CONSTITUTION:Slit light sources 3, 4 which radiate crossed beams of slit light LS1, LS2 are installed, the beams of light are irradiated so as to stride end edges in different positions of an iron plate A1, and a camera 5 which images a position in which the beams of slit light are interrupted by the end edges is installed. A position detection unit 6 in which an interrupted position by the imaging of the camera 5 is compared with a preset regularly interrupted position and which detects a dislocation with reference to the regular position of the iron plate A1 is installed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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装置において、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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position detecting device for detecting a three-dimensional position for detecting an edge position of an object, and more particularly, to stacking plate members on each other to form an edge of an upper plate member. The present invention relates to a welding device effective for detecting the position of a welding line that is an edge of an upper plate-shaped member in a welding device that welds along a wire.

【0002】[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14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。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a device for detecting a welding line, there is known one used in a laser welding device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-258473. This conventional apparatus, as shown in FIG. 14, has a laser beam irradiating means 01 for irradiating a fan-shaped light, a camera 02 for photographing an irradiated portion of the fan-shaped light, and an image picked up by the camera 02 to process a welded portion 03.
And a data processing device 04 for detecting the position of the laser light irradiation means 01 for controlling the output of the laser light irradiation means 01 by comparing the brightness of the welded portion 03 with a reference value. It is characterized in that a section is provided. Reference numeral 05 in the figure is a welding torch.

【0003】[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。
However, the above-mentioned conventional apparatus can detect the welding portion 03 corresponding to the position where the workpieces are butted, but the welding starting point and the welding ending point on the welding portion 03 are tertiary. There is a problem that it cannot be originally detected.

【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。
Incidentally, as an apparatus capable of three-dimensionally detecting the shape of an object, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-12 is available.
A device described in Japanese Patent No. 7006 is known, and this device scans while irradiating a slit light of a laser from a side surface and an upper surface, and photographs it by a camera to read a three-dimensional shape. Therefore, it is necessary to scan the slit light, time is required for detection, and a means for moving the laser light source and the camera is required, resulting in an increase in size and cost of the device.

【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。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to make it possible to detect an arbitrary position of an object with a laser light source and a camera fixed. There is.

【0006】[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、複数のスリット光を照
射する光照射手段が設けられ、この光照射手段は、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
上においてスリット光自体あるいはスリット光の延長線
が交差する向きに照射するように構成され、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設け
られ、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ている構成とした。
In order to achieve the above-mentioned object, the position detecting device of the present invention is provided with a light irradiating means for irradiating a plurality of slit lights, and the light irradiating means comprises at least two light irradiating means. A slit light is configured to be radiated on the work whose position is to be detected in a direction in which the slit light itself or an extension line of the slit light intersects, and a camera for imaging the state of the slit light radiated on the work is provided. In the imaging of the camera when each slit light is radiated so as to straddle the edge of the work, the position where each slit light is interrupted at the edge of the work is the position when the work is arranged at the preset regular position. Positional deviation detection means is provided for detecting a positional deviation of the workpiece from the regular position by comparing a certain regular position with an imaging pointed position which is a position on imaging. It has a configuration that is.

【0007】なお、前記光照射手段は、少なくとも2本
のスリット光をワーク上において+あるいはL字状に直
交させる向きに照射するよう構成するのが好ましい(請
求項2)。その場合、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yp1から正規途切れ位置のy座標の値y01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xp2から正規途切れ位置のx座
標の値x02を差し引いて求め、これによりワークの位置
ずれを検出するよう構成する(請求項3)。
It is preferable that the light irradiating means irradiates at least two slit lights in a direction orthogonal to the + or L shape on the work (claim 2). In that case, the positional deviation detection means, when one of the orthogonal directions is the y direction and the other is the x direction, the positional deviation Δy in the y direction with respect to the normal position of the work is calculated in the first slit light parallel to the y direction. It is calculated by subtracting the y-coordinate value y 01 of the regular interruption position from the y-coordinate value y p1 of the imaging interruption position, and the positional deviation Δx in the x direction with respect to the regular position of the workpiece is imaged in the second slit light parallel to the x direction. The value is calculated by subtracting the value x 02 of the x coordinate of the regular interruption position from the value x p2 of the x coordinate of the interruption position, and the positional deviation of the work is detected by this (claim 3).

【0008】また、前記光照射手段とカメラとを、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
有して設置し、前記位置ずれ検出手段は、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)で割った値と、ワークの正
規位置に対する前記x−y平面に直交するz方向の位置
ずれΔzとして検出するよう構成してもよい(請求項
4)。
Further, the light irradiating means and the camera are installed such that the irradiating direction of each slit light and the image pickup direction have a predetermined inclination angle α, and the position deviation detecting means is A distance a in the slit orthogonal direction between the regular interruption position and the imaging interruption position is obtained, and a value obtained by dividing the distance a by a tangent value (tan α) of the inclination angle α is orthogonal to the xy plane with respect to the regular position of the work. Alternatively, it may be detected as a positional deviation Δz in the z direction (claim 4).

【0009】このような構成では、前記位置ずれ検出手
段は、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)] の演算により求めるようにしてもよい。
In such a configuration, the positional deviation detecting means sets the coordinates of the image interruption position of the first slit light to (x R1 , y R1 , z R1 ) and determines the image interruption position of the second slit light. When the coordinates are (x R2 , y R2 , z R2 ), the turning angle θ y of the workpiece about the y axis is θ y = tan −1 [(z R2 −z R1 ) / (x R1 −x R2 )] may be calculated.

【0010】また、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を有するよう構成し、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(xR1,yR1
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(xR11 ,yR11 ,zR11 )とした場合に、ワー
クのz軸回りの回動角度θz を、 θz =tan-1[(yR1−yR11 )/d] の演算により求めるように構成してもよい。あるいは、
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し、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(xR1,yR1
R1)、他方のスリット光における途切れ位置の座標を
(xR11 ,yR11 ,zR11 )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よい。
Further, the light irradiating means is configured such that one of the intersecting slit lights has a width d of a predetermined dimension, and the positional deviation detecting means is arranged on one side edge of the slit light having the width d. The coordinates of the break position are (x R1 , y R1 ,
z R1 ), and the coordinates of the discontinuity position on the other side edge of the slit light are (x R11 , y R11 , z R11 ), the turning angle θ z of the workpiece about the z axis is θ z = tan − 1 [(y R1 −y R11 ) / d] may be calculated. Alternatively,
The light irradiating means configures one of the intersecting slit lights by two parallel slit lights having a predetermined distance d, and the positional deviation detecting means discontinues in one of the slit light having the distance d. The coordinates of the position are (x R1 , y R1 ,
z R1 ), the coordinates of the interruption position in the other slit light may be (x R11 , y R11 , z R11 ), and the rotation angle θ z of the workpiece about the z axis may be obtained.

【0011】[0011]

【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。
In the position detecting device of the present invention, when the position of the work is detected, the two light beams from the light irradiating means are applied so as to straddle the two different edges of the work. In that case, each slit light is interrupted at the edge of the work.

【0012】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。
The camera takes an image of the irradiation state of the slit light with respect to such a work, and the position shift detecting means detects the position where the slit light on the image is interrupted at the edge of the work and the preset normal interruption position and the imaging position. The position shift of the workpiece with respect to the normal position is detected by comparing with the image pickup interrupted position.

【0013】この位置検出についてさらに具体的に説明
すると、2本の交差するスリット光は、直交するように
構成させるのが好ましく(請求項2)、このようにした
場合には、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
(請求項3)。 Δx=xP2−x02、Δy=yP1−y01 なお、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するのが
好ましい(請求項4)。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。
This position detection will be described more specifically. It is preferable that the two intersecting slit lights are orthogonal to each other (Claim 2). Let x be the x direction and y be the respective directions, and the coordinates of the regular interruption position for the first slit light parallel to the y direction be (x 01 , y 01 ), and the coordinates of the imaging interruption position be (x P1 , y P1 ), x The coordinates of the regular interruption position for the second slit light parallel to the direction are (x 02 , y 02 )
And the coordinates of the imaging interruption position are (x P2 , y P2 )
Then, the positional deviation Δx in the x direction with respect to the normal position of the work and the positional deviation Δy in the y direction with respect to the normal position.
Can be respectively calculated by the following arithmetic expressions (claim 3). Δx = x P2 −x 02 , Δy = y P1 −y 01 It is preferable that each slit light and the camera are installed so that the irradiation direction and the imaging direction have a predetermined inclination angle α (claims 4). That is, below the outside of the edge of the surface of the workpiece that irradiates each slit light, if there is no member capable of reflecting the slit light,
The slit light irradiated to the outside of the edge is not imaged by the camera, each slit light will be interrupted at the edge of the work, and even when imaged by the camera from the same direction as the irradiation direction of the slit light, The position of interruption can be detected from the captured image. On the other hand, when there is a member that reflects the slit light below the outside of the edge of the workpiece, when the image is taken by the camera from the irradiation direction of the slit light, the slit light reflected by the workpiece and the outside It is difficult for a member to distinguish reflected light, and it is difficult to detect a break position. However, when an image is picked up by a camera from an oblique direction having an inclination angle α with respect to the irradiation direction of the slit light, the reflection position of the slit light on the surface of the work and the reflection position of the member outside thereof are different by sin α. Therefore, the discontinuity position can be determined.

【0014】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
R1,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。
Further, based on this, the distance a in the slit orthogonal direction between the regular interruption position and the imaging interruption position is detected in an arbitrary slit light, and is orthogonal to the xy direction of the work by the following formula. The positional deviation Δz in the z direction, which is the direction of movement, can be detected. Δz = a / tanα
The coordinates of the image interruption position of the first slit light are (x R1 ,
y R1 , z R1 ) and the coordinates of the imaging interruption position of the second slit light are (x R2 , y R2 , z R2 ),
The y-axis of the rotation angle theta y of the workpiece can be detected by theta y = tan -1 calculation formula of [(z R2 -z R1) / (x R1 -x R2)].

【0015】さらに、請求項6や7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
R1)(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、
R1とxR11 の値が相違することになる。
Further, in the apparatus according to the sixth or seventh aspect, both side edges in the width direction of the slit light having the width d or the parallel slit lights having the interval d are different from each other, and the respective interruptions are different. The coordinates of the position are (x R1 , y R1 ,
z R1 ) (x R11 , y R11 , z R11 ), when the workpiece deviates from the normal position about the z axis, the direction of the value of d is the x axis direction. If there is y R1 and y R11
If the values of d are different and the direction of the value of d is the y-axis direction,
The values of x R1 and x R11 will be different.

【0016】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。
Therefore, based on this difference, the turning angle θ z of the workpiece about the z-axis is θ z = tan -1 [(y R1- y R11 ) / d] or θ z = tan -1 [( x R1 −x R11 ) / d].

【0017】[0017]

【実施例】本発明実施例を図面に基づいて説明する。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。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the embodiments, a case where the welding apparatus for irradiating a welding portion with laser light to perform welding is applied to an apparatus for detecting a welding line which is a welding portion of a work and its starting point will be described.

【0018】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。
FIG. 1 is a diagram showing the entire position detecting apparatus of the first embodiment of the present invention. The apparatus of the first embodiment is a robot arm 1 provided at the tip of a welding robot (not shown).
Is attached to. That is, the welding robot is configured so that the robot arm 1 can be moved to an arbitrary position by a driving device (not shown). A welding torch 2 for irradiating a laser beam for welding is fixed to the tip of the robot arm 1. In this embodiment, the welding robot stacks two iron plates (workpieces) A1 and A2 on top of each other, and as shown in FIG. 2, the edge of one side of the upper iron plate A1 and the surface of the lower iron plate A2. This welding line RL is referred to as a welding line RL in the present specification, one end of this welding line RL is called a start point S, and the other end is called an end point F.

【0019】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)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。
Returning to FIG. 1, the robot arm 1 includes
A first slit light source 3 and a second slit light source (light irradiating means) constituting the device of the first embodiment, and a camera (CCD camera) 5 using a charge coupled device are provided, and these are positions formed by a microcomputer. It is connected to a detection unit (positional deviation detection means) 6.

【0020】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。
Each of the slit light sources 3 and 4 emits a long and narrow slit-shaped laser beam, and as shown in FIG.
The first slit light LS1 and the second slit light LS2 from the respective light sources 3 and 4 are installed so as to be orthogonal to each other in a substantially L-shape. Then, in this embodiment, the first slit light L
The longitudinal direction of S1 is the y direction, the longitudinal direction of the second slit light LS2 is the x direction, and the direction orthogonal to the x and y directions is the z direction. As will be described later, since the slit lights LS1 and LS2 are applied to the iron plates A1 and A2 in an oblique direction, the slit lights LS1 and LS2 are applied to the upper iron plate A1 and the lower iron plate A2. The position of the existing portion means that the position of the iron plate A1 is displaced in parallel due to the thickness of the iron plate A1, and a discontinuous portion occurs at the edge of the iron plate A1, and this position is referred to as a discontinuous position.

【0021】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。
Further, as shown in FIG. 3, the camera 5 is arranged such that when the iron plate A1 is placed at a preset regular position, which will be described later, the camera 5 becomes horizontal with respect to the iron plate A1. It is fixed to. And in FIG.
As shown in FIG. 3, the light sources 3 and 4 and the camera 5 are installed such that the irradiation direction of the first slit light LS1 by the first slit light source 3 and the shooting direction C of the camera 5 are inclined by an inclination angle α 1. In addition, the irradiation direction of the second slit light LS2 from the second slit light source 4 and the shooting direction C of the camera 5 are inclined by an inclination angle α 2 .

【0022】次に、位置検出ユニット6における位置検
出制御について説明する。
Next, the position detection control in the position detection unit 6 will be described.

【0023】第1実施例装置では、両鉄板A1,A2を
所定の支持台の上に載置するとともに、下側の鉄板A2
の一側を図外の当接片に当接させて位置規制させるよう
にしているため、溶接線RL,開始点S,終了点Fの位
置ずれは、x−y平面上でしか生じないようになってい
る。したがって、第1実施例装置の位置検出ユニット6
は、x−y平面上の位置ずれのみを検出するよう構成さ
れている。
In the apparatus of the first embodiment, both iron plates A1 and A2 are placed on a predetermined support and the lower iron plate A2 is placed.
Since one side is brought into contact with an abutting piece (not shown) to regulate the position, the positional deviation of the welding line RL, the start point S, and the end point F may occur only on the xy plane. It has become. Therefore, the position detection unit 6 of the first embodiment device
Are configured to detect only displacements on the xy plane.

【0024】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(x
1 ,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。
First, the normal position will be described.
When the iron plate A1 is arranged at the regular position, the starting point S is
The point (0, 0) on the x, y coordinates, and the welding line RL is
It is a line of distance L on a straight line of y = 0, and the end point F is x,
It is a point (L, 0) on the y coordinate. Moreover, each slit light LS1 and LS2 is irradiated so as to straddle two different edges of the iron plate A1 at the time of position detection, and at the interruption position of the first slit light LS1 in the case of such irradiation. The coordinates of a certain first regular interruption position T1 are (x
1 , 0), and the coordinates of the second regular interruption position T2 of the second slit light LS2 are (0, y 2 ).

【0025】次に、位置検出ユニット6の制御流れを図
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,L
S2を照射させる。
Next, the control flow of the position detecting unit 6 will be described with reference to the flowchart of FIG. 4. In step S1, the slit light sources 3 and 4 output the slit lights LS1 and L.
Irradiate S2.

【0026】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,L
S2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。
In step S2, an image is taken by the camera 5, and in the subsequent step S3, the slit lights LS1 and LS are generated.
Discontinuity position on the image of the camera 5 of S2, that is, the first imaging discontinuity position P1, the second imaging discontinuity position P2
The coordinates (x P1 , y P1 ) (x P2 , y P2 ) are read.

【0027】ステップS4では、開始点Sの座標を(x
P2,yP1)と処理する。すなわち、図5に示す状態で支
持台上に置かれた鉄板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(x
P2,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(x
P2,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、Δx=xP2−x02、Δy=yP1−y01とな
る。
In step S4, the coordinates of the starting point S are set to (x
P2 , y P1 ). That is, in the welding line RL of the iron plates A1 and A2 placed on the support table in the state shown in FIG. 5, the deviation Δx in the x direction from the regular position is the second regular interruption position T2 (0, y 2 ) and 2 Imaging interruption position P2 (x
P2 , y P2 ) and the distance in the x direction is x P2 −0, and therefore Δx = x P2 . On the other hand, the deviation Δy in the y direction is the first regular interruption position T1 (x 1 , 0)
Corresponds to the distance in the y direction between the first imaging interruption position P1 (x P1 , y P1 ) and this distance is y P1 −0, so Δy = y P1 . Therefore, the coordinates of the starting point S are (x
P2 , y P1 ). By the way, when the coordinates of the first and second regular interruption positions are respectively (x 01 , y 01 ) (x 02 , y 02 ), Δx = x P2- x 02 , Δy = y P1- y 01 Become.

【0028】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。
In step S5, the starting point S has coordinates (x P2 , y P1 ) and the ending point F is a distance L from the starting point S in the x direction (that is, on the line of y = y P1 ). Advanced position, ie, coordinates (x P2 + L, y P1 )
Is output to the welding robot, and the flow of the position detection control of the position detection unit 6 is completed.

【0029】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。
The welding robot receiving this output,
The welding torch 2 coordinates (x P2, y P1) of the start point coordinates from S (x P2 + L, y P1) is moved while projecting a laser beam for welding in the x direction to the end point F of the.

【0030】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。
Therefore, the operation during welding will be described.
The iron plate A2 is placed on a support table (not shown), and the iron plate A1 is overlaid on the iron plate A2. After that, the robot arm 1 is moved onto both the iron plates A1 and A2, and the respective slit lights LS1 and LS2 move the edges of two different sides (in this embodiment, the two sides are orthogonal) of the iron plate A1. The slit light sources LS1 and LS2 are emitted from the slit light sources 3 and 4 so as to straddle them, and the camera 5 captures an image of the state from above.

【0031】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。
In the position detection unit 6, the slit light LS1, LS2 is discontinued from the image picked up by the camera 5 at the edge of the iron plate A1 (that is, the first image pick-up discontinuous position P).
1, the second imaging interruption position P2) is obtained, and the starting point S is detected from this position. After that, the welding robot moves the welding torch 2 to a position above the starting point S, and further moves the welding torch 2 by a distance L in the x direction while irradiating the welding laser beam. As a result, the welding line R from the start point S to the end point F
Welding can be performed accurately along L.

【0032】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。
As described above, in the first embodiment, the first and second slit light beams LS1 and LS2 are
The effect that the starting point S of the welding line RL can be detected simply by irradiating so as to straddle the edge of the upper iron plate A1 without scanning.

【0033】次に、他の実施例について説明するが、第
1実施例と同じ構成・作用については説明を省略し、相
違点のみを説明する。
Next, another embodiment will be described, but the description of the same structure and operation as those of the first embodiment will be omitted, and only the differences will be described.

【0034】第2実施例は、両鉄板A1,A2の上下方
向(z方向)のずれも検出するようにした例である。す
なわち、この第2実施例では、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を支持台の
上に載置しない場合の例で、図6(イ)では、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を示している。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。
The second embodiment is an example in which the vertical shift (z direction) of both iron plates A1 and A2 is also detected. That is, in this second embodiment, both iron plates A1 and A2 are placed on a support base during welding, for example, when the iron plates A1 and A2 flow through the line while being held by a holding device (not shown). In the example of the case where it is not placed, in FIG.
1 and A2 are arranged below the regular position indicated by the imaginary line by Δz. In addition, FIG.
FIG. 6B shows, in a dotted line, the imaging state of both slit lights LS1 and LS2 by the camera 5 when the iron plates A1 and A2 are arranged downward by Δz as shown in FIG. Both slit light LS1, LS at the position
The imaging state of No. 2 is shown by a solid line. At this time, the coordinates of the first interruption position Q1 on the imaging are (x Q1 , y Q1 ) and the coordinates of the second interruption position Q2 are (x Q2 , y Q2 ). Has become.

【0035】この第2実施例では、図4に示したフロー
チャートのステップS3とステップS5との間の流れが
相違しており、図7のフローチャートに示すように、ス
テップS3に続くステップ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(x
1 ,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A1,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LS1,LS2
は、正規位置に比べ、それぞれx方向とy方向にa1
2 だけずれることになる。
In the second embodiment, the flow between step S3 and step S5 of the flow chart shown in FIG. 4 is different, and as shown in the flow chart of FIG. 7, in step S11 following step S3, The first imaging interruption position Q1 (x Q1 , y Q1 ) and the first regular interruption position T1 (x
The distance a 1 in the x direction with respect to ( 1 , 0) is calculated, and this distance a 1 is obtained by the arithmetic expression of a 1 = x Q1 −x 1 .
By the way, as shown in FIG. 6A, when the iron plates A1 and A2 are arranged below the normal position by Δz, as shown in FIG. 6B, the slit lights LS1 and LS2.
Is a 1 , in the x and y directions, respectively, compared to the normal position.
It will be shifted by a 2 .

【0036】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。
In step S12, Δz is calculated by calculating Δz = a 1 / tan α 1 based on the distance a 1 .

【0037】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、tanα
1 =a1 /Δzの関係式が成り立ち、これにより上記式
が成り立つ。
That is, as shown in FIG. 6A, the angle between the imaging direction C of the camera 5 and the irradiation direction of the first slit light LS1 is α 1 , and the first imaging interruption position Q1 and the first regular interruption are provided. Since the distance from the position T1 is a 1 , tan α
The relational expression of 1 = a 1 / Δz holds, and the above expression holds.

【0038】ステップS13では、開始点Sの座標を
(xQ2,yQ1,−Δz)と処理した後ステップS5に進
む。
In step S13, the coordinates of the start point S are processed as (x Q2 , y Q1 , -Δz), and the flow advances to step S5.

【0039】以上説明したように、第2実施例では、溶
接線のx方向,y方向,z方向のずれ、Δx,Δy,Δ
zを検出して、開始点Sを正確に検出することができ
る。
As described above, in the second embodiment, the deviations of the welding line in the x, y and z directions, Δx, Δy and Δ.
The start point S can be accurately detected by detecting z.

【0040】ちなみに、第1・第2正規途切れ位置T
1,T2の座標をそれぞれ(x01,y01)(x02
02)とした場合には、開始点Sの座標は(xQ2
02,yQ1−y01,−Δz)となる。
By the way, the first and second regular interruption positions T
The coordinates of T1 and T2 are (x 01 , y 01 ) (x 02 ,
y 02 ), the coordinates of the starting point S are (x Q2
x 02 , y Q1 −y 01 , −Δz).

【0041】次に、第3実施例について説明する。この
第3実施例は、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でも溶接線RL
を正確に検出することを目的としている。しかしなが
ら、本実施例では、鉄板A1,A2がx軸回りに位置が
ずれていても上記第2実施例のz方向の位置ずれΔzを
検出することで溶接線RLの位置を検出することができ
ることから、位置検出ユニット6では、その制御流れに
おいて第2実施例のステップS12とステップS5の間
にy軸回りの位置ずれθy を検出するステップを追加し
ている。
Next, a third embodiment will be described. In the third embodiment, the welding line RL is used even when the iron plates A1 and A2 are displaced about the x-axis and the y-axis.
The purpose is to accurately detect. However, in the present embodiment, even if the positions of the iron plates A1 and A2 are deviated about the x axis, the position of the welding line RL can be detected by detecting the positional deviation Δz in the z direction of the second embodiment. Therefore, in the position detection unit 6, a step of detecting the positional deviation θ y about the y axis is added between step S12 and step S5 of the second embodiment in the control flow.

【0042】図8は、第3実施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)は平面
図、(ロ)は(イ)の矢視図であり、この実施例では、
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
R1,zR1)とし、第2撮像途切れ位置R2の座標を
(xR2,yR2,zR2)とする。
FIG. 8 shows the irradiation state of the respective slit lights LS1 and LS2 in the third embodiment. FIG. 8A is a plan view and FIG. 8B is an arrow view of FIG. Then
A positional deviation occurs in a state in which the iron plate A1 is rotated by an angle θ y about the y axis so that the iron plate A1 intersects with a regular position shown by an imaginary line on the xy plane, and as a result, the first imaging interruption position R1 is lowered by z R1 and the second imaging interruption position is z R2
An example of the state in which it is lifted up will be described. In addition,
In this example, the coordinates of the first imaging interruption position R1 are (x R1 ,
y R1 , z R1 ) and the coordinates of the second imaging interruption position R2 are (x R2 , y R2 , z R2 ).

【0043】そこで、図9のフローチャートに示すよう
に、ステップS12に続くステップ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。
Therefore, as shown in the flow chart of FIG. 9, in step S21 subsequent to step S12, the angle θ y is calculated by the following arithmetic expression.

【0044】 θy =tan-1[(zR1−zR2)/(xR1−xR2)] すなわち、図8(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。
Θ y = tan −1 [(z R1 −z R2 ) / (x R1 −x R2 )] That is, in FIG. 8B, tan θ y = z R1 / b Therefore, θ y = tan −1 (z R1 / b) where, b = (x R1 -x R2 ) · z R1 / (z R1 -z R2) is above equation holds because a.

【0045】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、この実施例の場合には開始
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。
In the subsequent step S5, a signal indicating the starting point S and the ending point F is output. In this embodiment, the coordinates of the starting point S are (x R2 , y R1 , z R2 ) and The end point F is a position advanced from the start point S by a distance L in the x direction rotated by an angle θ y about the y axis.

【0046】次に、第4実施例について説明する。この
第4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。
Next, a fourth embodiment will be described. The fourth embodiment is an example in which it is also possible to detect the occurrence of positional deviation in a state where the iron plate is rotated around the z axis with respect to the regular position.

【0047】このため、第4実施例では、第1スリット
光LS1が図10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11
(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。
Therefore, in the fourth embodiment, the first slit light source 3 is constructed so that the first slit light LS1 has a predetermined width d as shown in the plan view of FIG. That is, when the brightness characteristic of the first slit light LS1 is shown in FIG.
As shown in (a), the lightness in the range of the width d is high. By the way, the first slit light source LS having such a configuration
1 can be configured by arranging a plurality of conventional slit light sources having the characteristics shown in FIG. 11B so as to be arranged as shown in FIG.

【0048】さらに、第4実施例では、位置検出ユニッ
ト6において、第3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。
Further, in the fourth embodiment, in the position detecting unit 6, a step described later is added between step S21 and step S5 of the flowchart of the third embodiment.

【0049】すなわち、図12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。
That is, in step S31 of the flowchart shown in FIG. 12, the turning angle θ z about the z axis is calculated by the following equation.

【0050】 θz =tan-1[(yR1−yR11 )/d] 上記式について説明を加える。図10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4
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。
Θ z = tan −1 [(y R1 −y R11 ) / d] The above formula will be described. First as shown in FIG.
The slit light LS1 is interrupted with a width d at the welding line RL (the edge of the upper iron plate A1). Therefore, the fourth
In the embodiment, the position of two points at both ends in the width direction (x direction) of the first imaging interruption position R1 is detected, and in the present embodiment, one of these two points is set as the first coordinate ( x R1 , y R1 , z R1 ) (this corresponds to the first imaging interruption position R1 in the above embodiment), and the other is the second coordinate (x R11 , y R11 , z R11 ). Therefore, ta
Since nθ z = (y R1 −y R11 ) / d, the above equation holds.

【0051】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。
In the subsequent step S5, signals indicating the start point S and the end point F are output. In this case, the start point S
Has coordinates (x R2 , y R1 , z R2 ), and the end point F is rotated from the start point S by an angle θ y about the y axis and is rotated by an angle θ Z about the z axis. It is a position advanced by a distance L in the direction.

【0052】次に、第5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
4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13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。
Next, a fifth embodiment will be described. In this embodiment, the control content of the position detection unit 6 is the same as that of the fourth embodiment, but the first slit light LS1 of the first embodiment is used.
When obtaining the first coordinate and the second coordinate having the width d with respect to the imaging interruption position R1, two slit lights LS1 and LS11 having an interval of the width d are irradiated as shown in FIG. That is, the first slit light source 3 is configured to emit two parallel slit lights LS1 and LS11.

【0053】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。
Although the embodiment has been described above, the specific structure is not limited to this embodiment, and the present invention includes a design change and the like without departing from the gist of the invention.

【0054】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。
For example, in the embodiment, the example used for detecting the position of the welding robot has been shown, but the point is that it can be used for general applications for detecting an arbitrary point of a work.

【0055】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。
Further, in the embodiment, the flat iron plates A1 and A2 are shown as the work, but any work having an edge may be applied as the work.

【0056】また、実施例では、各スリット光LS1,
LS2の照射方向とカメラ5の撮像方向とに角度α1
α2 を付けたが、実施例の説明で述べたように、第1実
施例のようにx−y平面上のずれのみを検出する場合に
は、両方向を共通にすることも可能である。
In the embodiment, each slit light LS1,
An angle α 1 between the irradiation direction of LS2 and the imaging direction of the camera 5,
Although α 2 is added, as described in the description of the embodiment, both directions can be made common when only the deviation on the xy plane is detected as in the first embodiment.

【0057】また、実施例では、鉄板A1において、第
1の途切れ位置を設定する端縁と、第2の途切れ位置を
設定する端縁とが直角をなす例を示したが、これら端縁
の成す角度は直角に限定されるものではない。なお、こ
の場合、各スリット光は、各端縁を跨がせるにあたり、
ワークが正規位置に配置されている状態で、スリット光
がワーク端縁に対して直交させるのが好ましいが、実施
例で示したようにスリット光どうしが直交するものをそ
のまま用いてもよい。このようにした場合、端縁とスリ
ット光が成す角度の正接値分の修正が必要になる。
In the embodiment, the iron plate A1 has an example in which the edge for setting the first break position and the edge for setting the second break position form a right angle. The angle formed is not limited to a right angle. In this case, each slit light, when straddling each edge,
It is preferable that the slit light is orthogonal to the edge of the work while the work is arranged at the regular position, but the slit light may be used as it is as shown in the embodiment. In this case, it is necessary to correct the tangent value of the angle formed by the edge and the slit light.

【0058】[0058]

【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。
As described above, in the position detecting device of the present invention, the light irradiating means for irradiating a plurality of intersecting slit lights is provided, and the slit lights straddle the edge of the work at different positions. A camera that captures the position where slit light is interrupted by this edge is provided, and the position of the work relative to the normal position is compared by comparing the position of the break in the image captured by this camera with the preset normal position. Since the positional deviation detecting means for detecting is provided, an arbitrary position of the work can be detected by one irradiation without causing the slit light to be searched, and an effect that an arbitrary position can be detected by a simple structure can be obtained.

【0059】すなわち、請求項3記載の発明では、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、請求項4記載の発明では、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、請求項5記載の
発明では、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6あるいは7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。
That is, according to the third aspect of the invention, an arbitrary position on the xy plane having two orthogonal axes can be detected, and in the fourth aspect of the invention, it is further orthogonal to the xy plane. The position [that is, (x,
[y, z) coordinate position] can be detected, and in the invention according to claim 5, a deviation θ y in the rotation direction about the axis in the y direction is the center.
The position on the coordinate of (x, y, z) can be detected, and in the invention according to claim 6 or 7, the deviation θ z in the rotation direction about the axis in the z direction is added ( x, y,
The position on the coordinate of z) can be detected.

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

【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。
FIG. 1 is an overall view showing a position detection device according to a first embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 2 is a plan view showing an irradiation state of slit light by the device of the first embodiment.

【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。
FIG. 3 is a side view showing an irradiation state of the first slit light and an image pickup state of the camera of the first embodiment device.

【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。
FIG. 4 is a flowchart showing a flow of position detection control of the position detection unit of the first embodiment device.

【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。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a position detecting operation of the device of the first embodiment.

【図6】第2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。
FIG. 6 is an explanatory view showing the operation of the second embodiment device,
(A) is a side view and (B) is a plan view.

【図7】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。
FIG. 7 is a flowchart showing a main part of the flow of position detection control of the position detection unit of the second embodiment device.

【図8】第3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。
FIG. 8 is an explanatory view showing the operation of the third embodiment device,
(A) is a side view and (B) is a plan view.

【図9】第3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。
FIG. 9 is a flowchart showing a main part of the flow of position detection control of the position detection unit of the third embodiment device.

【図10】第4実施例装置のスリット光を示す平面図で
ある。
FIG. 10 is a plan view showing slit light of a fourth example device.

【図11】スリット光の明度特性図であり、(イ)は第
4実施例のスリット光、(ロ)は従来あるいは第1,
2,3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4実施例の特性のスリット光の作り方を
示している。
FIG. 11 is a brightness characteristic diagram of slit light, in which (a) is the slit light of the fourth embodiment, and (b) is the conventional or first and second slit light.
The slit light of the second and third embodiments, (c) show how to make the slit light of the characteristic of the fourth embodiment using the slit light of the conventional characteristic.

【図12】第4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。
FIG. 12 is a flowchart showing a main part of the flow of position detection control of the position detection unit of the fourth embodiment device.

【図13】第5実施例装置のスリット光を示す平面図で
ある。
FIG. 13 is a plan view showing slit light of a fifth example device.

【図14】従来技術を示す斜視図である。FIG. 14 is a perspective view showing a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 3 1st slit light source (light irradiation means) 4 2nd slit light source (light irradiation means) 5 Camera 6 Position detection unit (positional deviation detection means) LS1 1st slit light LS2 2nd slit light A1 Iron plate (work) A2 Iron plate ( Work) T1 First regular interruption position T2 Second regular interruption position P1 First imaging interruption position P2 Second imaging interruption position Q1 First imaging interruption position Q2 Second imaging interruption position R1 First imaging interruption position R2 Second imaging interruption position

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のスリット光を照射する光照射手段
が設けられ、 この光照射手段は、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スリット光自体ある
いはスリット光の延長線が交差する向きに照射するよう
に構成され、 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
メラが設けられ、 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
手段が設けられていることを特徴とする位置検出装置。
1. A light irradiating means for irradiating a plurality of slit lights is provided, and the light irradiating means applies at least two slit lights to the slit light itself or an extension line of the slit light on a work whose position is to be detected. Is provided so as to irradiate in a direction intersecting with each other, and a camera for imaging the state of the slit light applied to the work is provided, and the imaging of the camera when each slit light is applied so as to straddle the edge of the work. In, in regard to the position where each slit light is interrupted at the edge of the workpiece, the regular interrupted position which is the position when the workpiece is arranged at the preset regular position is compared with the imaging interrupted position which is the position on imaging, and the workpiece is The position detecting device is provided with position deviation detecting means for detecting a position deviation from the regular position.
【請求項2】 前記光照射手段は、少なくとも2本のス
リット光をワーク上において+あるいはL字状に直交さ
せる向きに照射するよう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。
2. The position detection according to claim 1, wherein the light irradiating means is configured to irradiate at least two slit lights in a direction orthogonal to a + or L shape on the work. apparatus.
【請求項3】 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
p1から正規途切れ位置のy座標の値y01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xp2から正規途切れ位置のx座標の値
02を差し引いて求め、これによりワークの位置ずれを
検出するよう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。
3. The positional deviation detection means, when one of the orthogonal directions is the y direction and the other is the x direction, the positional deviation Δy in the y direction with respect to the normal position of the work is the first slit parallel to the y direction. The value is calculated by subtracting the y-coordinate value y 01 of the regular interruption position from the y-coordinate value y p1 of the imaging interruption position in light, and the positional deviation Δx in the x direction from the regular position of the workpiece.
Is obtained by subtracting the x-coordinate value x 02 of the normal interruption position from the x-coordinate value x p2 of the imaging interruption position in the second slit light parallel to the x-direction, thereby detecting the work position deviation. 3. The method according to claim 2, wherein
The position detection device described.
【請求項4】 前記光照射手段とカメラとは、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、 前記位置ずれ検出手段は、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)で割った値と、ワークの正規位置に対する
前記x−y平面に直交するz方向の位置ずれΔzとして
検出するよう構成されていることを特徴とする請求項2
または3記載の位置検出装置。
4. The light irradiating means and the camera are installed such that the irradiating direction of each slit light and the image capturing direction have a predetermined inclination angle α, and the position shift detecting means, in any slit light,
A distance a in the slit orthogonal direction between the regular interruption position and the imaging interruption position is obtained, and a value obtained by dividing the distance a by a tangent value (tan α) of the inclination angle α is orthogonal to the xy plane with respect to the regular position of the work. 3. The position difference Δz in the z-direction is detected as follows.
Alternatively, the position detection device according to item 3.
【請求項5】 前記請求項4記載の位置検出装置におい
て、前記位置ずれ検出手段は、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
R2,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)] の演算により求めるようにしたことを特徴とする位置検
出装置。
5. The position detecting device according to claim 4, wherein the position deviation detecting means sets the coordinates of the imaging interruption position of the first slit light to (x R1 , y R1 , z R1 ) and The coordinates of the position where the slit light is captured are (x R2 ,
y R2 , z R2 ), the rotation angle θ y of the workpiece about the y axis is calculated by θ y = tan −1 [(z R2 −z R1 ) / (x R1 −x R2 )] A position detecting device characterized by being obtained.
【請求項6】 前記請求項4または5記載の位置検出装
置において、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(xR1,yR1,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(xR11 ,yR11 ,zR11 )とした場合に、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] の演算により求めるように構成されていることを特徴と
する位置検出装置。
6. The position detecting device according to claim 4 or 5, wherein the light irradiating means is configured such that one of the intersecting slit lights has a width d of a predetermined dimension, and the position shift detecting means includes: The coordinates of the break position at one side edge of the slit light having the width d are (x R1 , y R1 , z
R1 ), the rotation angle θ z of the workpiece around the z axis is θ z = tan −1 , where the coordinates of the interruption position on the other side edge of the slit light are (x R11 , y R11 , z R11 ). A position detecting device characterized by being configured to obtain by the calculation of [(y R1- y R11 ) / d] or θ z = tan -1 [(x R1- x R11 ) / d].
【請求項7】 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(xR1,yR1,z
R1)、他方のスリット光における途切れ位置の座標を
(xR11 ,yR11 ,zR11 )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6記載の位置検出装置。
7. The light irradiating means is composed of two parallel slit light beams with one of the intersecting slit light beams having a predetermined distance d, and the positional deviation detecting device is a slit having the distance d. The coordinates of the interruption position on one side of the light are (x R1 , y R1 , z
R1 ) and the coordinates of the interruption position in the other slit light are (x R11 , y R11 , z R11 ), and the rotation angle θ z of the workpiece about the z-axis is obtained. The position detection device described.
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CN113260479A (en) * 2018-12-20 2021-08-13 Etxe-Tar有限公司 Method and system for processing an object with a light beam

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