JPS60102509A - 被測定物の位置検出装置 - Google Patents
被測定物の位置検出装置Info
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- JPS60102509A JPS60102509A JP21021083A JP21021083A JPS60102509A JP S60102509 A JPS60102509 A JP S60102509A JP 21021083 A JP21021083 A JP 21021083A JP 21021083 A JP21021083 A JP 21021083A JP S60102509 A JPS60102509 A JP S60102509A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B17/00—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/06—Systems determining the position data of a target
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (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】
産業上の利用分野
本発明は超音波を利用した被測定物の形状検出装置に関
する。
する。
従来例の構成とその問題点
従来の被測定物の形状検出装置としては超音波送受波素
子を被測定物に対して回転走査して得られた反射信号強
度から、被測定物の位置と姿勢を検出するものがある。
子を被測定物に対して回転走査して得られた反射信号強
度から、被測定物の位置と姿勢を検出するものがある。
以下その内容の概略を説明する。
第１図は従来の装置の概略の構成を示すシステム図であ
る。第２図は従来の装置を用いた形状検出を示す斜視図
である。第１図において超音波送受波素子１に第３図に
示す高電圧パルス１７を印加すると空気中に所定の周波
数の超音波パルスが発射される。この超音波パルスが第
２図の対象物体１３で反射され、対象物体１３の各辺１
４，１５゜１６からの反射信号が超音波送受波素子１に
到達し、受波信号増巾器３で増幅された後、アナログ−
デジタル変換されてメモ１１１５に記憶される。
る。第２図は従来の装置を用いた形状検出を示す斜視図
である。第１図において超音波送受波素子１に第３図に
示す高電圧パルス１７を印加すると空気中に所定の周波
数の超音波パルスが発射される。この超音波パルスが第
２図の対象物体１３で反射され、対象物体１３の各辺１
４，１５゜１６からの反射信号が超音波送受波素子１に
到達し、受波信号増巾器３で増幅された後、アナログ−
デジタル変換されてメモ１１１５に記憶される。
第３図は、メモリ１６に記憶された超音波送受波素子１
の動作波形を示すもので、３７ 、３８ 。
の動作波形を示すもので、３７ 、３８ 。
３９はそれぞれ対象物体１３の各辺１４，１５゜１６か
らの反射信号を示す。メモリ１６に記憶された反射信号
は小型電子計算機６に一転送され、第３図に示した反射
信号３７．３８．３９の伝播時間４０，４１．４２及び
反射信号強度４３ 、４４ 。
らの反射信号を示す。メモリ１６に記憶された反射信号
は小型電子計算機６に一転送され、第３図に示した反射
信号３７．３８．３９の伝播時間４０，４１．４２及び
反射信号強度４３ 、４４ 。
４６を検出している。
また第２図において超音波送受素子１は、小型電子割算
機６からの制御信号によりパルスモータドライバ１１と
パルスモータ１ｏを介して矢印ム、Ｂ方向に回転走査す
る構成となっており、超音波送受波素子１を所定の角度
でステップしながら前述の被測定物間で反射信号の伝播
時間及び強度の検出を行なっている。第４図は、超音波
送受波素子１を回転走査させた時の被測定物１３がらの
反射信号強度を横軸に超音波送受波素子の回転角、縦軸
に反射信号強度をとってプロットしたものである。４６
，４７．４８はそれぞれ被測定物１３の各辺１４．．１
５．１６からの反射信号を整理したものであり、それぞ
れの反射信号強度が最大となるときの超音波送受波素子
１の回転走査角度から被測定物１３の各辺１４，１５．
１６の方向を検出している。また前述の反射信号の伝播
時間から被測定物の各辺までの距離が得られるので被測
定物１３の各辺１３，１４．１５の座標をめることがで
き、被測定物１３の位置と姿勢を検出することができる
。
機６からの制御信号によりパルスモータドライバ１１と
パルスモータ１ｏを介して矢印ム、Ｂ方向に回転走査す
る構成となっており、超音波送受波素子１を所定の角度
でステップしながら前述の被測定物間で反射信号の伝播
時間及び強度の検出を行なっている。第４図は、超音波
送受波素子１を回転走査させた時の被測定物１３がらの
反射信号強度を横軸に超音波送受波素子の回転角、縦軸
に反射信号強度をとってプロットしたものである。４６
，４７．４８はそれぞれ被測定物１３の各辺１４．．１
５．１６からの反射信号を整理したものであり、それぞ
れの反射信号強度が最大となるときの超音波送受波素子
１の回転走査角度から被測定物１３の各辺１４，１５．
１６の方向を検出している。また前述の反射信号の伝播
時間から被測定物の各辺までの距離が得られるので被測
定物１３の各辺１３，１４．１５の座標をめることがで
き、被測定物１３の位置と姿勢を検出することができる
。
しかしながら、従来の位置姿勢検出装置を穴・溝の形状
検出に適用した場合、大径穴あるいは大巾溝ではその形
状検出が可能であるが、小径穴あるいは小＋１３溝では
、穴・溝の各辺からの反射信号が重畳され、超音波送受
波素子の減衰性を大幅に向上しないと形状検出ができな
いという問題点があった。
検出に適用した場合、大径穴あるいは大巾溝ではその形
状検出が可能であるが、小径穴あるいは小＋１３溝では
、穴・溝の各辺からの反射信号が重畳され、超音波送受
波素子の減衰性を大幅に向上しないと形状検出ができな
いという問題点があった。
本発明者らは上記従来の問題点を解決するためにすでに
被測定物の形状検出装置を提案している。
被測定物の形状検出装置を提案している。
第６図はすでに本発明者らによって提案した被測定物の
形状検出装置のシステム図である。また第６図は、本形
状検出装置を穴８２の位置検出に適用した場合の斜視図
である。第７図は同平面図である。第７図において超音
波送受波素子７３は対象物体８１に対してｅ 傾斜して
対向する形でマニピュレータ７２に取付けられＸ軸方向
に平行移動する。第６図において８３は超音波送受素子
７３から送波される゛超音波ビームの中心位置を示して
おり、超音波送受波素子７３は走査開始位置８４から走
査終了位置８６の間を一定距離間隔で送受波しながら移
動する。第８図は超音波送受波素子７ｓ’６ｘ軸方向に
平行走査したときの対象物体８１からの反射信号強度を
、横軸に超音波送受波素子７３の平行走査量、縦軸に反
射信号強度をとってプロットしたものである。ここで反
射信号強度が極小値をとる時の超音波送受波素子７３の
平行走査ｍ ｋ検出し、超音波送受波素子７３の走査開
始位置８４の座標に前記平行走査量を加えることにより
Ｘ軸上における穴８２の中心位置を検出することができ
る。またＹ軸上における穴８２の中心位置も同様に検出
できる。
形状検出装置のシステム図である。また第６図は、本形
状検出装置を穴８２の位置検出に適用した場合の斜視図
である。第７図は同平面図である。第７図において超音
波送受波素子７３は対象物体８１に対してｅ 傾斜して
対向する形でマニピュレータ７２に取付けられＸ軸方向
に平行移動する。第６図において８３は超音波送受素子
７３から送波される゛超音波ビームの中心位置を示して
おり、超音波送受波素子７３は走査開始位置８４から走
査終了位置８６の間を一定距離間隔で送受波しながら移
動する。第８図は超音波送受波素子７ｓ’６ｘ軸方向に
平行走査したときの対象物体８１からの反射信号強度を
、横軸に超音波送受波素子７３の平行走査量、縦軸に反
射信号強度をとってプロットしたものである。ここで反
射信号強度が極小値をとる時の超音波送受波素子７３の
平行走査ｍ ｋ検出し、超音波送受波素子７３の走査開
始位置８４の座標に前記平行走査量を加えることにより
Ｘ軸上における穴８２の中心位置を検出することができ
る。またＹ軸上における穴８２の中心位置も同様に検出
できる。
一方上記の構成の形状検出装置を用いて穴８２の位置検
出を行なう場合には穴８２の位置検出精度は検出感度Ｓ
によって決まるため、検出の高感度化ヲ割ることにより
、高位置検出精度化の実現が望まれている。
出を行なう場合には穴８２の位置検出精度は検出感度Ｓ
によって決まるため、検出の高感度化ヲ割ることにより
、高位置検出精度化の実現が望まれている。
発明の［］的
本発明者らは超音波送受波素子を用いた被測定物の形状
検出装置の高検出感度化について鋭意検討し前記超音波
送受波素子と前記被測定物の中心軸との傾斜角の適正値
を見出すことにより上記問題をすべて解決できることを
見出し本発明に列った。
検出装置の高検出感度化について鋭意検討し前記超音波
送受波素子と前記被測定物の中心軸との傾斜角の適正値
を見出すことにより上記問題をすべて解決できることを
見出し本発明に列った。
すなわち本発明は、上述の欠点をなくし、簡易な構成で
、被測定物の高精度な位置検出が出来る装置を提供する
ことを目的とする。
、被測定物の高精度な位置検出が出来る装置を提供する
ことを目的とする。
発明の構成
本発明は超音波送受波素子を用いて被測定物に超音波を
送受波する手段と、前記被測定物と前記超音波送受素子
の相対位置関係を変化する手段と、前記被測定物からの
反射信号強度を信号処理して前記被測定物の形状を検出
する信号処理手段からなる被測定物の位置検出装置にお
いて、前記超音波送受波素子が送受波する超音波の波長
をλ、前記超音波送受波素子の直径をＤ１θ＝ ｓ ｉ
ｖ＊ １．２２λ／Ｄ（ｒａｄ）としたとき、前記超音
波送受波素子を前記被測定物の中心軸に対して前記θと
ほぼ等しく傾斜して構成してなり、被測定物の位置検出
を高精度で行なう装置を得るものである。
送受波する手段と、前記被測定物と前記超音波送受素子
の相対位置関係を変化する手段と、前記被測定物からの
反射信号強度を信号処理して前記被測定物の形状を検出
する信号処理手段からなる被測定物の位置検出装置にお
いて、前記超音波送受波素子が送受波する超音波の波長
をλ、前記超音波送受波素子の直径をＤ１θ＝ ｓ ｉ
ｖ＊ １．２２λ／Ｄ（ｒａｄ）としたとき、前記超音
波送受波素子を前記被測定物の中心軸に対して前記θと
ほぼ等しく傾斜して構成してなり、被測定物の位置検出
を高精度で行なう装置を得るものである。
実施例の説明
以下本発明の第１の実施例について図面を参照しながら
説明する。
説明する。
本発明の第１実施例における穴の位置検出装置の概略の
システム図は前述の第６図と同様でありその構成につい
て説明する。
システム図は前述の第６図と同様でありその構成につい
て説明する。
第６図において７２は被測定物と超音波送受波噂素子（
以下超音波トランスデユーサという）の相対位置関係を
変化させる手段（以下マニピュレータという）であり、
データ処理制御装置７０からの制御信号によりマニピュ
レータ制御装置７１を介して動作を制御している。また
マニピュレータ７２上には、送受波兼用の超音波トラン
スデユーサ７３が設置されている。
以下超音波トランスデユーサという）の相対位置関係を
変化させる手段（以下マニピュレータという）であり、
データ処理制御装置７０からの制御信号によりマニピュ
レータ制御装置７１を介して動作を制御している。また
マニピュレータ７２上には、送受波兼用の超音波トラン
スデユーサ７３が設置されている。
超音波トランスデユーサ７３は、発振器８０Ｖｃより所
定の周波数の超音波を対象物体に向けて送波し、１だそ
の反射信号を受波している。超音波トランスデユーサ７
３が出力する受渡信号は受波信号増幅器７４を経て、ア
ナログ−デジタル変換器７６（以下Ａ／Ｄ変換器という
。）によってデジタル値に変換され、メモリ７６Ｖｃ記
憶される。
定の周波数の超音波を対象物体に向けて送波し、１だそ
の反射信号を受波している。超音波トランスデユーサ７
３が出力する受渡信号は受波信号増幅器７４を経て、ア
ナログ−デジタル変換器７６（以下Ａ／Ｄ変換器という
。）によってデジタル値に変換され、メモリ７６Ｖｃ記
憶される。
さらにデータ処理制御装置了０が設けられるが、このデ
ータ処理制御装置７０はインタフェイスコントロールユ
ニット７７（以下ＩＣＵという。）フロッピディスクド
ライブ装置７Ｂ（以下ＦＤＤという。）および小′型電
子計算機７９（以下ＣＰＵという。）から構成される。
ータ処理制御装置７０はインタフェイスコントロールユ
ニット７７（以下ＩＣＵという。）フロッピディスクド
ライブ装置７Ｂ（以下ＦＤＤという。）および小′型電
子計算機７９（以下ＣＰＵという。）から構成される。
Ｉ ０Ｕ７７はＦＤＤ７８およびｃｐｕｙｅに接続され
るとともに、前述の発振器８０とメモリ７６に接続され
る。ＦＤＤ７Ｂは本位置検出装置を用いて位置検出を行
なうためのプログラム或は諸条件全入力する。このデー
タ処理制御装置７０においては、発振器８０を動作させ
るための制御信号の出力、マニピュレータＴ２の動作を
制御するマニピュレータ制御装置７１への制御信号の出
力を行なうとともにメモリ７６から転送された人力デー
タの前処理を行ない、ＦＤＤ７８から予め入カスドアさ
れたプログラムに従ってＣＰＵ７９で反射信号強度の検
出、対象物体の穴の位置の演算処理、マニピュレータ７
２の移動量の演算処理を行なう。
るとともに、前述の発振器８０とメモリ７６に接続され
る。ＦＤＤ７Ｂは本位置検出装置を用いて位置検出を行
なうためのプログラム或は諸条件全入力する。このデー
タ処理制御装置７０においては、発振器８０を動作させ
るための制御信号の出力、マニピュレータＴ２の動作を
制御するマニピュレータ制御装置７１への制御信号の出
力を行なうとともにメモリ７６から転送された人力デー
タの前処理を行ない、ＦＤＤ７８から予め入カスドアさ
れたプログラムに従ってＣＰＵ７９で反射信号強度の検
出、対象物体の穴の位置の演算処理、マニピュレータ７
２の移動量の演算処理を行なう。
次に上記のように構成した位置検出装置の動作を説明す
る。なお本実施例では、第６図及び第７図に示す超音波
トランスデユーサ７３の直径が３６１１８、駆動周波数
がｅｓｅｘｉｉｚ（波長λ＝５．１４朋）、対象物体８
１と超音波トランスデユーサ７３の距離が１００１１１
Ｍ、対象物体８１の穴８２の直径が５顛で、超音波トラ
ンスデユーサ７３の送受波面は対象物体８１に対して所
定の角度Ｏ（本実施例では１ｏＯ）傾斜して配置されて
おり、０．１鰭のステップでＸ軸方向へ、対象物体８１
と一定の距離金保って平行走査した場合について説明す
る。
る。なお本実施例では、第６図及び第７図に示す超音波
トランスデユーサ７３の直径が３６１１８、駆動周波数
がｅｓｅｘｉｉｚ（波長λ＝５．１４朋）、対象物体８
１と超音波トランスデユーサ７３の距離が１００１１１
Ｍ、対象物体８１の穴８２の直径が５顛で、超音波トラ
ンスデユーサ７３の送受波面は対象物体８１に対して所
定の角度Ｏ（本実施例では１ｏＯ）傾斜して配置されて
おり、０．１鰭のステップでＸ軸方向へ、対象物体８１
と一定の距離金保って平行走査した場合について説明す
る。
位置検出はＦＩＩＤ７Ｂから予め入カスドアされた第９
図のフローチャートに示す位置検出プログラムの手順に
従って行なわれる。第９図のフローチャートにおいて、
まずステップ１でデータ処理制御装置７０からの制御信
号によりマニビュレーク告１１額Ｉ誌若７１を今１イマ
ニ？°−１ノー４７リル販動して超音・波トランスデユ
ーサ７３をセンシング開始位置８４に移動する。第６図
において８３は超音波トランスデユーサ７３から送波さ
れる超音波ビームの中心位置を示す。また８４はセンシ
ング開始時の、また８６はセンシング完了時の、超音波
ビームの中心位置と対象物体８１の交点を示し、Ｘ軸方
向のセ／ンングは、この区間内で行なわれる。なお本実
施例ではセンシング区間は４０Ｍである。
図のフローチャートに示す位置検出プログラムの手順に
従って行なわれる。第９図のフローチャートにおいて、
まずステップ１でデータ処理制御装置７０からの制御信
号によりマニビュレーク告１１額Ｉ誌若７１を今１イマ
ニ？°−１ノー４７リル販動して超音・波トランスデユ
ーサ７３をセンシング開始位置８４に移動する。第６図
において８３は超音波トランスデユーサ７３から送波さ
れる超音波ビームの中心位置を示す。また８４はセンシ
ング開始時の、また８６はセンシング完了時の、超音波
ビームの中心位置と対象物体８１の交点を示し、Ｘ軸方
向のセ／ンングは、この区間内で行なわれる。なお本実
施例ではセンシング区間は４０Ｍである。
次にステップ２でデータ処理制御装置７ｏからの制御信
号により発振器ａｏ６動作させ超音波トランスデユーサ
７３で所定の周波数の超音波を被測定物８１１Ｃ向けて
送波すると同時に、Ａ／Ｄ変換器７６、メモリ７６を動
作させて、対象物体８１からの反射信号をメモリ７６に
記憶する。第１０図にはメモリ７６に記憶された反射信
号を示す。９０は対象物体８１からの反射信号を示す。
号により発振器ａｏ６動作させ超音波トランスデユーサ
７３で所定の周波数の超音波を被測定物８１１Ｃ向けて
送波すると同時に、Ａ／Ｄ変換器７６、メモリ７６を動
作させて、対象物体８１からの反射信号をメモリ７６に
記憶する。第１０図にはメモリ７６に記憶された反射信
号を示す。９０は対象物体８１からの反射信号を示す。
次にステップ３でメモ１１７６ Ｋ記憶された反射信号
ｆ Ｉ ＯＵ ７７を介してＣＰＬＴ７９に転送する。
ｆ Ｉ ＯＵ ７７を介してＣＰＬＴ７９に転送する。
Ｃ１ＰＵ７９でｑ Ｆ Ｄ Ｄ ７８から予め入カスド
ア大れでいるプログラムに従って対象物体８１からの反
射信号９０の反射信号強度ｐ、１検出する。
ア大れでいるプログラムに従って対象物体８１からの反
射信号９０の反射信号強度ｐ、１検出する。
次にステップ４ではマニピュレータ７２’ｉＸ軸方向へ
ｏ、ｉｉｍ移動して上記ステップ２．ステップ３を繰返
して所定のセンシング回数（本実施例では４００回）を
完了すればステップ６へ進む。
ｏ、ｉｉｍ移動して上記ステップ２．ステップ３を繰返
して所定のセンシング回数（本実施例では４００回）を
完了すればステップ６へ進む。
ステップ６では、上記ステップ２．ステップ３で得られ
た検出対象穴８２’ｊｚ含む対象物体８１からの反射信
号強度をもとにして検出対象穴８２の中心位置を検出す
る。第１１図は直径が３６朋。
た検出対象穴８２’ｊｚ含む対象物体８１からの反射信
号強度をもとにして検出対象穴８２の中心位置を検出す
る。第１１図は直径が３６朋。
駆動周波数がｅ６ＫＨｚ （波長λ−６，１４Ｍ）の超
音波トランスデユーサ７３を対象物体に対して０＝１ｏ
Ｃ１１：ｌｉ斜してＸ軸方向に平行走査したときの対象
物体８１からの反射信号強度を、横軸に超音波トランス
デユーサ７３の平行走査量、縦軸に反射信号強度をとっ
て１０点おきにプロットしたものであり、ｃｐｔｒｙ９
では、ＦＤＤ７８から予め人カスドアされたプログラム
に従って反射信号弾１現の極小値を検１」Ａシて穴８２
のＸ ４％ｂ方向の中心位置全検出している。この時の
氷検出感度Ｓ、は、−１６ｄＢであった。なお氷検出感
度Ｓは以下のように定義している。
音波トランスデユーサ７３を対象物体に対して０＝１ｏ
Ｃ１１：ｌｉ斜してＸ軸方向に平行走査したときの対象
物体８１からの反射信号強度を、横軸に超音波トランス
デユーサ７３の平行走査量、縦軸に反射信号強度をとっ
て１０点おきにプロットしたものであり、ｃｐｔｒｙ９
では、ＦＤＤ７８から予め人カスドアされたプログラム
に従って反射信号弾１現の極小値を検１」Ａシて穴８２
のＸ ４％ｂ方向の中心位置全検出している。この時の
氷検出感度Ｓ、は、−１６ｄＢであった。なお氷検出感
度Ｓは以下のように定義している。
すなわち対象物体８１からの反射信号の極小値Ｉｐ、、
対象物体８１からの反射信号の極大値をＰ２とすると穴
８２の検出感度５（ｄＢ）はＳ＝２ｏ５ｏｇ（Ｐ、／Ｐ
２）（ｄＢ） −（１）である。また詳細な説明は省略
するが、Ｙ軸方向の中心位置も同様に検出できる。
対象物体８１からの反射信号の極大値をＰ２とすると穴
８２の検出感度５（ｄＢ）はＳ＝２ｏ５ｏｇ（Ｐ、／Ｐ
２）（ｄＢ） −（１）である。また詳細な説明は省略
するが、Ｙ軸方向の中心位置も同様に検出できる。
以上のように本実施例によれば穴８２を有する対象物体
８１に対して直径が３６１１Ｍの超音波トランスデユー
サ７３の送受波面を１σ傾斜して、駆動周波数６６ＫＨ
２の超音波を送受波すると同時にマニピュレータ７２を
動作させて対象物体８１Ｖｃ対して超音波トランスデユ
ーサを一定の距離を保って走査することにより得られる
反射信号強度を処理することによって最大の穴検出感度
ｓｌ得ることができ、これからｏ、１ａｍの穴位置検出
精度が得られた。
８１に対して直径が３６１１Ｍの超音波トランスデユー
サ７３の送受波面を１σ傾斜して、駆動周波数６６ＫＨ
２の超音波を送受波すると同時にマニピュレータ７２を
動作させて対象物体８１Ｖｃ対して超音波トランスデユ
ーサを一定の距離を保って走査することにより得られる
反射信号強度を処理することによって最大の穴検出感度
ｓｌ得ることができ、これからｏ、１ａｍの穴位置検出
精度が得られた。
なお本実施例では、超音波トランスデユーサ７３の送受
波面は、検出対象の穴８２の中心軸に対して走査方向Ｖ
ｃ１σ傾斜して構成したものについて述べたが、この傾
斜角度を変化することにより穴８２の検出感度も変化す
る。第１２図ａは本実施例と同様の構成で超音波トラン
スデユーサ６３の送受波面を穴８２の中心軸に対してＸ
軸方向に傾斜させＸ軸方向に平行走査した時の対象物体
５４からの反射信号強度を、横軸に超音波トランスデユ
ーサ７３の傾斜角度、縦軸に穴８２の検出感度をとった
ものであり、傾斜角度０．が１０゜の時に穴８２の検出
感度が最大値を示した。
波面は、検出対象の穴８２の中心軸に対して走査方向Ｖ
ｃ１σ傾斜して構成したものについて述べたが、この傾
斜角度を変化することにより穴８２の検出感度も変化す
る。第１２図ａは本実施例と同様の構成で超音波トラン
スデユーサ６３の送受波面を穴８２の中心軸に対してＸ
軸方向に傾斜させＸ軸方向に平行走査した時の対象物体
５４からの反射信号強度を、横軸に超音波トランスデユ
ーサ７３の傾斜角度、縦軸に穴８２の検出感度をとった
ものであり、傾斜角度０．が１０゜の時に穴８２の検出
感度が最大値を示した。
本実施例で用いた超音波トランスデユーサ７３の第１零
ふく射角θ。は超音波トランスデユーサの直径をＤ（闘
）、駆動周波数をｆ（ＫＨｚ）、音速ＩＣ（ａｒｍ／Ｓ
）とすると２式よりまる。
ふく射角θ。は超音波トランスデユーサの直径をＤ（闘
）、駆動周波数をｆ（ＫＨｚ）、音速ＩＣ（ａｒｍ／Ｓ
）とすると２式よりまる。
本実施例ではθ。牟１ｏ０となり穴８２の検出感度が最
大値を示すときの超音波トランスデユーサ７２の傾斜角
度とほぼ一致することが分る。
大値を示すときの超音波トランスデユーサ７２の傾斜角
度とほぼ一致することが分る。
また第１２図すは本実施例と同様の構成で超音波トラン
スデユーサ７３の駆動周波数ｉ’５１（ＫＨｚ）にして
送受波面を穴８２の中心軸に対してＸ軸方向に傾斜させ
Ｘ軸方向に平行走査した時の対象物体６４からの反射信
号強度を整理したものであり、傾斜角度０１が１３°の
時に穴８２の検出感度が最大値を示し、この時の氷検出
感度Ｓ２は一１３ｄＢであった。またこの時の超音波ト
ランスデユーサ７３の第１零ふく射角θは上述の２式よ
り０゜÷１３°となり穴８２の検出感度が最大値を示す
ときの超音波トランスデユーサ７３の傾斜角度とほぼ一
致した。
スデユーサ７３の駆動周波数ｉ’５１（ＫＨｚ）にして
送受波面を穴８２の中心軸に対してＸ軸方向に傾斜させ
Ｘ軸方向に平行走査した時の対象物体６４からの反射信
号強度を整理したものであり、傾斜角度０１が１３°の
時に穴８２の検出感度が最大値を示し、この時の氷検出
感度Ｓ２は一１３ｄＢであった。またこの時の超音波ト
ランスデユーサ７３の第１零ふく射角θは上述の２式よ
り０゜÷１３°となり穴８２の検出感度が最大値を示す
ときの超音波トランスデユーサ７３の傾斜角度とほぼ一
致した。
発明の効果
以上のように本発明は、超音波送受波素子を被測定物の
中心軸に対して傾斜して配置し、その傾斜角度は超音波
送受波素子の第１零ふく射角とほぼ等しくすることによ
り、検出感度の最大値を得るので、高精度の位置検出装
置を得ることができ、その実用的効果は犬なるものがあ
る。
中心軸に対して傾斜して配置し、その傾斜角度は超音波
送受波素子の第１零ふく射角とほぼ等しくすることによ
り、検出感度の最大値を得るので、高精度の位置検出装
置を得ることができ、その実用的効果は犬なるものがあ
る。
第１図は従来の超音波形状検出装置の概略の構成を示す
システム図、第２図は従来の装置を用いた形状検出の斜
視図、第３図は従来の装置の動作波形を示す図、第４図
は従来の装置の動作波形を整理した図、第６図は本発明
者らによって提案した被測定物の形状検出装置の概略の
構成を示すシステム図、第６図は同穴位置検出の斜視図
、第７図は同平面図、第８図は同じく装置の動作波形を
整理した図、第９図は本発明の第１実施例における穴位
置検出のためのプログラムの１例を示すフローチャー１
・図、第１０図、第１１図は本発明の第１実施例におけ
る装置の動作波形を示す図、第１２図は本発明の第１実
施例における穴検出感度を示す図である。 ７２・・・・・・マンビュレータ、了３・・・・・・超
音波トランスデユーサ、６１・・・・・・ＣＰＵ、８２
・川・・穴。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第３
図 第４図 定１腎ラオ（匹受涼系１の”回転光３１再（■第５図 第７図 第８図 ａ音ジ廻ドラシスヂ！−７１平オテ走Ａト量（田□。 第９図 第１０図 ０
システム図、第２図は従来の装置を用いた形状検出の斜
視図、第３図は従来の装置の動作波形を示す図、第４図
は従来の装置の動作波形を整理した図、第６図は本発明
者らによって提案した被測定物の形状検出装置の概略の
構成を示すシステム図、第６図は同穴位置検出の斜視図
、第７図は同平面図、第８図は同じく装置の動作波形を
整理した図、第９図は本発明の第１実施例における穴位
置検出のためのプログラムの１例を示すフローチャー１
・図、第１０図、第１１図は本発明の第１実施例におけ
る装置の動作波形を示す図、第１２図は本発明の第１実
施例における穴検出感度を示す図である。 ７２・・・・・・マンビュレータ、了３・・・・・・超
音波トランスデユーサ、６１・・・・・・ＣＰＵ、８２
・川・・穴。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第３
図 第４図 定１腎ラオ（匹受涼系１の”回転光３１再（■第５図 第７図 第８図 ａ音ジ廻ドラシスヂ！−７１平オテ走Ａト量（田□。 第９図 第１０図 ０
Claims (1)
- 超音波送受波素子を用いて被測定物に超音波を送受波す
る手段と、前記被測定物と前記超音波送受波素子の相対
位置関係全変化する手段と、前記被測定物からの反射信
号強度を信号処理して前記被測定物の形状を検出する信
号処理手段からなり前記超音波送受波素子が送受波する
超音波の波長をλ、前記超音波送受波素子の直径ｉＤ、
θ＝ｓｉＴ１１．２２λ／Ｄ（ｒａｄ）としたとき、前
記超音波送受波素子は前記被測定物の中心軸に対して前
記θとほぼ等しく傾斜して構成された被測定物の位置検
出装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21021083A JPS60102509A (ja) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | 被測定物の位置検出装置 |
| EP84902085A EP0148952B1 (en) | 1983-06-06 | 1984-06-05 | Apparatus for detecting position of object being measured |
| PCT/JP1984/000287 WO1984004961A1 (en) | 1983-06-06 | 1984-06-05 | Apparatus for detecting position of object being measured |
| DE8484902085T DE3485371D1 (de) | 1983-06-06 | 1984-06-05 | Stellungsdetektor eines zu messenden gegenstandes. |
| US06/705,470 US4627291A (en) | 1983-06-06 | 1984-06-05 | Position sensing apparatus for an object to be measured |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21021083A JPS60102509A (ja) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | 被測定物の位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60102509A true JPS60102509A (ja) | 1985-06-06 |
| JPH0257278B2 JPH0257278B2 (ja) | 1990-12-04 |
Family
ID=16585607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21021083A Granted JPS60102509A (ja) | 1983-06-06 | 1983-11-08 | 被測定物の位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60102509A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60108704A (ja) * | 1983-11-17 | 1985-06-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 被測定物の溝または穴の中心位置検出装置 |
| JPS6214389U (ja) * | 1985-07-12 | 1987-01-28 |
-
1983
- 1983-11-08 JP JP21021083A patent/JPS60102509A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60108704A (ja) * | 1983-11-17 | 1985-06-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 被測定物の溝または穴の中心位置検出装置 |
| JPH0319954B2 (ja) * | 1983-11-17 | 1991-03-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | |
| JPS6214389U (ja) * | 1985-07-12 | 1987-01-28 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0257278B2 (ja) | 1990-12-04 |
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