JPS59210309A - 光学式センサ - Google Patents
光学式センサInfo
- Publication number
- JPS59210309A JPS59210309A JP8460483A JP8460483A JPS59210309A JP S59210309 A JPS59210309 A JP S59210309A JP 8460483 A JP8460483 A JP 8460483A JP 8460483 A JP8460483 A JP 8460483A JP S59210309 A JPS59210309 A JP S59210309A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- signal
- sensor
- image
- pulse
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
- B23K9/127—Means for tracking lines during arc welding or cutting
- B23K9/1272—Geometry oriented, e.g. beam optical trading
- B23K9/1274—Using non-contact, optical means, e.g. laser means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は光学式センサの改良に係り、特にそのＳ／Ｎ
比を高めうるようにしたものに関する。
比を高めうるようにしたものに関する。
茄 ２
例えは周知の溶接用ロボットのように、ロボットのエン
ドエフェクタとして設けられた溶接トーチがワークの溶
接すべき開先溶接線に倣−）て溶接作業を行なう場合、
この倣いのために溶接線センサか必要となる。このよう
なセンサとして、光学式センサが広く使用されようとし
ている。しかしながら、特にこの場合において、溶接１
・−チによる強力な溶接光のため、光学式センサにノイ
ズが混入するのをまぬがれず、このようなノイズを除去
しなければ、光学式センサは実用されがたいという問題
点があった。
ドエフェクタとして設けられた溶接トーチがワークの溶
接すべき開先溶接線に倣−）て溶接作業を行なう場合、
この倣いのために溶接線センサか必要となる。このよう
なセンサとして、光学式センサが広く使用されようとし
ている。しかしながら、特にこの場合において、溶接１
・−チによる強力な溶接光のため、光学式センサにノイ
ズが混入するのをまぬがれず、このようなノイズを除去
しなければ、光学式センサは実用されがたいという問題
点があった。
そこでこの発明においては、特に限定するものではない
か前述したような溶接用ロボットの倣いなどに有用な、
Ｓ／Ｎ比を充分に高めうる、光学式センサを提供せんと
するものである。
か前述したような溶接用ロボットの倣いなどに有用な、
Ｓ／Ｎ比を充分に高めうる、光学式センサを提供せんと
するものである。
この発明の概略は、投光手段によって照明された対象物
を受光手段によって受光し、その受光像によって前記対
象物を検出するへくしたセンサにおいて、前記投光手段
および受光手段は共に信号発生器からの信号により同調
してかつ短時間たけ能動化されるべくしてなる、前記セ
ンサである。
を受光手段によって受光し、その受光像によって前記対
象物を検出するへくしたセンサにおいて、前記投光手段
および受光手段は共に信号発生器からの信号により同調
してかつ短時間たけ能動化されるべくしてなる、前記セ
ンサである。
以下図面を参照しつつこの発明一実施例を詳述する。な
おこの実施例は前述したような溶接用ロボットにおける
倣いセンサとして説明するが、この発明をこの実施の形
態に限定するものではない。
おこの実施例は前述したような溶接用ロボットにおける
倣いセンサとして説明するが、この発明をこの実施の形
態に限定するものではない。
１はこのセンサの投光手段である。手段１はこの実施例
では、例えばＹＡＧレーザまたは半導体レーザ等のパル
スレーザを使用する。さらに手段ｌは公知の信号発生器
としてのパルス発生器Ｐからのパルス信号によって能動
化され、パルス光を゛発生するように構成される。また
手段１より発生するパルス光はグラスファイバ１ａによ
って導かれ、レンズ系１ｂによって偏平光１ｃとして放
射されるべく構成される。この実施例では光１ｏは対象
物であるワークＷの開先溶接線ＷＬを直角方向に照射す
るようになされている。
では、例えばＹＡＧレーザまたは半導体レーザ等のパル
スレーザを使用する。さらに手段ｌは公知の信号発生器
としてのパルス発生器Ｐからのパルス信号によって能動
化され、パルス光を゛発生するように構成される。また
手段１より発生するパルス光はグラスファイバ１ａによ
って導かれ、レンズ系１ｂによって偏平光１ｃとして放
射されるべく構成される。この実施例では光１ｏは対象
物であるワークＷの開先溶接線ＷＬを直角方向に照射す
るようになされている。
２は受光手段としてのテレビカメラであり、前記したよ
うな照明された対象物を視野内に有するようにかつ光１
ｃとはその光軸が交差するように設けられる。２ａはカ
メラ２の光学系りに設けられた光学フィルタである。フ
ィルタ２ａは溶接トーチＴのアーク光を可能なかぎり遮
断］ッ、しかしながら手段１のレーザ光は可能なかぎり
透過しうるように構成されるものとする。
うな照明された対象物を視野内に有するようにかつ光１
ｃとはその光軸が交差するように設けられる。２ａはカ
メラ２の光学系りに設けられた光学フィルタである。フ
ィルタ２ａは溶接トーチＴのアーク光を可能なかぎり遮
断］ッ、しかしながら手段１のレーザ光は可能なかぎり
透過しうるように構成されるものとする。
３はカメラ２の光学系りの要部を構成するレンズである
。
。
４はカメラ２の光学系りに設けられた高速シャッタであ
る。シャッタ４は詳細は図示しないが公知の電気光学式
７ヤツタを使用する。このような電気光学式ンヤソタは
、例えばＫａｐｐａ ５ｃｊｅｎｔｉｃ社製商品名「カ
ーセル」が適用される。この電気光学式シャッタは特に
シャッター速度が極めて早いレーザ光制御用に開発され
たものであり、対面する電極間に電源４ａにより数万ボ
ルトの電圧を印加することにより、閉鎖されているシャ
ックを開放するものであり、光の透過率の、電圧印加時
と非印加時との比（消光比）を約１００ないし１゜００
０となしうるものである。また電源４ａに対する電圧印
加信号は、パルス発生器Ｐからのパルス信号によってな
され、手段１による投光と同調するように構成されてい
る。
る。シャッタ４は詳細は図示しないが公知の電気光学式
７ヤツタを使用する。このような電気光学式ンヤソタは
、例えばＫａｐｐａ ５ｃｊｅｎｔｉｃ社製商品名「カ
ーセル」が適用される。この電気光学式シャッタは特に
シャッター速度が極めて早いレーザ光制御用に開発され
たものであり、対面する電極間に電源４ａにより数万ボ
ルトの電圧を印加することにより、閉鎖されているシャ
ックを開放するものであり、光の透過率の、電圧印加時
と非印加時との比（消光比）を約１００ないし１゜００
０となしうるものである。また電源４ａに対する電圧印
加信号は、パルス発生器Ｐからのパルス信号によってな
され、手段１による投光と同調するように構成されてい
る。
５は光学系りの焦点面に設けられた、イメージセンサで
あり、公知の光電変更素子を並設してなる。そして受光
像によるセンサ５の出力情報は公知のイメージカイト５
ａによって導出され、情報処理手段６に入力するべく接
続される。情報処理手段６は例えば公知のＣＰＵなとで
構成される。
あり、公知の光電変更素子を並設してなる。そして受光
像によるセンサ５の出力情報は公知のイメージカイト５
ａによって導出され、情報処理手段６に入力するべく接
続される。情報処理手段６は例えば公知のＣＰＵなとで
構成される。
さらにトーチＴは図示しない公知の溶接用ロボットのエ
ンドエフェクタとして装置されているものとし、溶接線
ＷＬを゛図示Ｗ矢示方向に溶接するものとする。そして
、投光手段１およびカメラ２は相互に一体的にかつトー
チＴに対して進行方向りに先行した位置に設けられる。
ンドエフェクタとして装置されているものとし、溶接線
ＷＬを゛図示Ｗ矢示方向に溶接するものとする。そして
、投光手段１およびカメラ２は相互に一体的にかつトー
チＴに対して進行方向りに先行した位置に設けられる。
すなわち投光手段１、カメラ２およびトーチＴは一体的
に方向Ｗにある速さく溶接に適した速さ）に進行するも
のであり、このときトーチＴが溶接線にならうようにこ
の実施例センサが作動するものである。
に方向Ｗにある速さく溶接に適した速さ）に進行するも
のであり、このときトーチＴが溶接線にならうようにこ
の実施例センサが作動するものである。
以下この実施例センサの作動につき詳述する。
１ずパルス発生器Ｐからのパルス信号は、例えばパルス
発射の周期ＴＯを１／６０ｓｅｃ、また）ｚ）レス幅の
時間Ｔｏｏを１μｓｅｃ とすれば、このノクルス信
号を受けて投光手段１はこの周期でノζルス光を発光し
、これが偏平光ＩＣとなって溶接線ＷＬを横断した線状
に照明する。この照明線Ｓは偏平光ＩＣとはその光軸を
交差させたテレビカメラ２により撮像される。この受光
像は第２図のように中心線ＣＬに対して左右対称ならば
、トーチＴは溶接線ＷＬ上に倣っているものと、手段６
は判断する。
発射の周期ＴＯを１／６０ｓｅｃ、また）ｚ）レス幅の
時間Ｔｏｏを１μｓｅｃ とすれば、このノクルス信
号を受けて投光手段１はこの周期でノζルス光を発光し
、これが偏平光ＩＣとなって溶接線ＷＬを横断した線状
に照明する。この照明線Ｓは偏平光ＩＣとはその光軸を
交差させたテレビカメラ２により撮像される。この受光
像は第２図のように中心線ＣＬに対して左右対称ならば
、トーチＴは溶接線ＷＬ上に倣っているものと、手段６
は判断する。
もし左右非対称ならば、手段６はこれが対称になるよう
にトーチＴの左右位置を修正すること、従来公知のセン
サによる自動倣いロボットと同様である。
にトーチＴの左右位置を修正すること、従来公知のセン
サによる自動倣いロボットと同様である。
この場合において、カメラ２におけるＳ／Ｎ比は、この
ような電気光学式シャッタを使用したとキハ、パルスレ
ーザの平均パワーと等しいノ々ワーを持つＣＷンーザを
光源として用い、さらに雑音光が例えば溶接時のアーク
光のように・（ルス性てはなく時間的に連続している場
合に比し、Ｓ／Ｎはｉ ｏ ｔａｇ （ＴＯ／ ＴＩま
たは消光比のいずれか小なる値）ｄＢだけ改善される（
ここでＴＩは）々ルスレ−ザのパルス幅ＴｌＯ４たけシ
ャツタ開の最小時間幅’Ｉ’ｌｌのうち小さい方の値）
。今Ｔｏ／Ｔ１マたは消光比を１００とすればこの改善
されるＳ／Ｎ比は２０ｄＢとなる。丑だ光学フィルタ２
ａによって改善されるＳ／Ｎ比を２０ｄＢとすれば、こ
の実施例カメラ２においては４０ｄＢのＳ／Ｎ比の改善
を期待しうるものである。
ような電気光学式シャッタを使用したとキハ、パルスレ
ーザの平均パワーと等しいノ々ワーを持つＣＷンーザを
光源として用い、さらに雑音光が例えば溶接時のアーク
光のように・（ルス性てはなく時間的に連続している場
合に比し、Ｓ／Ｎはｉ ｏ ｔａｇ （ＴＯ／ ＴＩま
たは消光比のいずれか小なる値）ｄＢだけ改善される（
ここでＴＩは）々ルスレ−ザのパルス幅ＴｌＯ４たけシ
ャツタ開の最小時間幅’Ｉ’ｌｌのうち小さい方の値）
。今Ｔｏ／Ｔ１マたは消光比を１００とすればこの改善
されるＳ／Ｎ比は２０ｄＢとなる。丑だ光学フィルタ２
ａによって改善されるＳ／Ｎ比を２０ｄＢとすれば、こ
の実施例カメラ２においては４０ｄＢのＳ／Ｎ比の改善
を期待しうるものである。
前述実施例において、シャンク４は、電気光学式とすれ
ばＴｏ／Ｔ１を犬となしうるのみならず、周期Ｔｏ（す
なわち倣いに必要な情報を得るための時間間隔）を小と
することができる。特に産業用ロボットの制御における
システムタイマに同調させるのにも都合が良い。しかし
ながらこの発明においては、実用になる範囲内において
他のシャッタ、例えば機様式シャッタであってもよいも
のである。
ばＴｏ／Ｔ１を犬となしうるのみならず、周期Ｔｏ（す
なわち倣いに必要な情報を得るための時間間隔）を小と
することができる。特に産業用ロボットの制御における
システムタイマに同調させるのにも都合が良い。しかし
ながらこの発明においては、実用になる範囲内において
他のシャッタ、例えば機様式シャッタであってもよいも
のである。
また投光手段１も、レーザ発振器とすれば、Ｓ／Ｎ比を
高めうるものであるが、これを他の通常の光源としても
よい。
高めうるものであるが、これを他の通常の光源としても
よい。
また受光手段も前述実施例以外の構成であってもよく、
フィルタ２ａも必ずしも必要ではない。
フィルタ２ａも必ずしも必要ではない。
その他各構成の均等物との置換えも、捷たこの発明の技
術的範囲に含まれる。
術的範囲に含まれる。
この発明は前述したとおり、投光手段と、これによる対
象物を受像する受光手段とを、信号発生器からの信号に
より同調しかつ短時間だけ能動化するようにしたので、
Ｓ／Ｎ比を大幅に改善しつる、特有かつ顕著な効果を奏
しうるものである。
象物を受像する受光手段とを、信号発生器からの信号に
より同調しかつ短時間だけ能動化するようにしたので、
Ｓ／Ｎ比を大幅に改善しつる、特有かつ顕著な効果を奏
しうるものである。
図面はいずれもこの発明一実施例を示し、第１図は全体
斜視図、第２図は作用説明図である。 １・・投光手段、２・テレビカメラ（受光手段）、Ｐ・
パルス発生器（信号発生器）、４・高速シャック、ＷＬ
・溶接線（対象物）。 出願人 新明和工業株式会社
斜視図、第２図は作用説明図である。 １・・投光手段、２・テレビカメラ（受光手段）、Ｐ・
パルス発生器（信号発生器）、４・高速シャック、ＷＬ
・溶接線（対象物）。 出願人 新明和工業株式会社
Claims (3)
- （１） 投光手段によって照明された対象物を受光手
段によって受光し、その受光像によって前記対象物を検
出するべくしたセンサにおいて、前記投光手段および受
光手段は共に信号発生器からの信号により同調してかつ
短時間だけ能動化されるべくしてなる、前記センサ。 - （２） 前記受光手段はテレビカメラであり、かつそ
のレンズ系に高速シャッタが組み適寸れておシ、この高
速シャッタを前記信号発生器からの信号により開放して
前記受光手段を能動化するべくしてなる、特許請求の範
囲第１項記載のセンサ。 - （３） 前記高速シャッタは電気光学式シャッタであ
る、特許請求の範囲第２項記載のセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8460483A JPS59210309A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | 光学式センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8460483A JPS59210309A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | 光学式センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59210309A true JPS59210309A (ja) | 1984-11-29 |
Family
ID=13835283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8460483A Pending JPS59210309A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | 光学式センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59210309A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0214120A2 (de) * | 1985-08-28 | 1987-03-11 | IGM Industriegeräte- und Maschinenfabriksgesellschaft mbH | Verfahren zum Erfassen der Position und Geometrie von Werkstückoberflächen |
| JPH01267402A (ja) * | 1988-04-19 | 1989-10-25 | Hitachi Ltd | 物体の状態検出方法およびその装置 |
| US5104216A (en) * | 1988-12-05 | 1992-04-14 | Igm Industriegerate- Und Maschinenfabriksgesellschaft Mbh | Process for determining the position and the geometry of workpiece surfaces |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5844973A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-16 | エス・ア−ル・アイ・インタ−ナシヨナル | 映像を取得する方法および装置 |
-
1983
- 1983-05-13 JP JP8460483A patent/JPS59210309A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5844973A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-16 | エス・ア−ル・アイ・インタ−ナシヨナル | 映像を取得する方法および装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0214120A2 (de) * | 1985-08-28 | 1987-03-11 | IGM Industriegeräte- und Maschinenfabriksgesellschaft mbH | Verfahren zum Erfassen der Position und Geometrie von Werkstückoberflächen |
| JPH01267402A (ja) * | 1988-04-19 | 1989-10-25 | Hitachi Ltd | 物体の状態検出方法およびその装置 |
| US5104216A (en) * | 1988-12-05 | 1992-04-14 | Igm Industriegerate- Und Maschinenfabriksgesellschaft Mbh | Process for determining the position and the geometry of workpiece surfaces |
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