JPS60117102A - 溶接線倣い検出装置 - Google Patents
溶接線倣い検出装置Info
- Publication number
- JPS60117102A JPS60117102A JP22415083A JP22415083A JPS60117102A JP S60117102 A JPS60117102 A JP S60117102A JP 22415083 A JP22415083 A JP 22415083A JP 22415083 A JP22415083 A JP 22415083A JP S60117102 A JPS60117102 A JP S60117102A
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- JP
- Japan
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- light
- welding
- scanning
- position detector
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
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】
〔発明の利用分野〕
本発明は溶接線倣い検出装置、特に全自動溶接ロボット
に好適である溶接線倣い検出装置に関するものである。
に好適である溶接線倣い検出装置に関するものである。
従来この種検出装置は、例えば三菱電機枝根（Ｖｏｌ
５７ 、 Ｎα３．１９８３． ｐ ２０９） に開示
されているように、二次元の光位置検出器、例えばＩＴ
Ｖカメラ、ＣＯＤライセンサを用いているため、球面レ
ンズなどを含めた光学系が大きくなり。
５７ 、 Ｎα３．１９８３． ｐ ２０９） に開示
されているように、二次元の光位置検出器、例えばＩＴ
Ｖカメラ、ＣＯＤライセンサを用いているため、球面レ
ンズなどを含めた光学系が大きくなり。
かつ２軸の出力信号を処理するために、電気回路は複雑
化する欠点があった。
化する欠点があった。
また、溶接部の反射率の変動を補償していないので、溶
接時のスパッタおよび熱歪の状態などにより、溶接検出
部の反射率が変動すると、信号とノイズとの比が変化す
るなどの問題があるから実用性に欠ける恐れがあった。
接時のスパッタおよび熱歪の状態などにより、溶接検出
部の反射率が変動すると、信号とノイズとの比が変化す
るなどの問題があるから実用性に欠ける恐れがあった。
本発明は光位置検出系の構造および検出信号の処理を゛
簡略化すると共に、装置を軽量化することにより、処理
装置の小型化および処理速度の高速化をはかることがで
き、かつ溶接部材の反射率の変動に影響されない溶接線
倣い検出装置を提供することを目的とするものである。
簡略化すると共に、装置を軽量化することにより、処理
装置の小型化および処理速度の高速化をはかることがで
き、かつ溶接部材の反射率の変動に影響されない溶接線
倣い検出装置を提供することを目的とするものである。
本発明は上記目的を達成するために、光走査機構および
観測用光学系を備える溶接線倣い検出装置において、前
記観測用光学系はシリンドリカルレンズと一次元光位置
検出器とからなることを特徴とするものである。
観測用光学系を備える溶接線倣い検出装置において、前
記観測用光学系はシリンドリカルレンズと一次元光位置
検出器とからなることを特徴とするものである。
以下、本発明の一実施例を図面について説明する。
第１図は本実施例の光学系の構成を示したもので、１は
発光ダイオード、２はミラー面３を有する光走査機構、
４は走査光（レーザ光）、５は開先面５ａを有する溶接
部材、６はシリンドリカルレンズ（以下レンズと称す）
、７は一次元光位置検出器（以下光位置検出器と称す）
である。
発光ダイオード、２はミラー面３を有する光走査機構、
４は走査光（レーザ光）、５は開先面５ａを有する溶接
部材、６はシリンドリカルレンズ（以下レンズと称す）
、７は一次元光位置検出器（以下光位置検出器と称す）
である。
本実施例は上記のような構成からなり、発光ダイオード
１から発光されて光は、光走査機構２のミラー面３によ
り反射される。この場合、前記走査機構２がミラー面３
を回転振動させることにより、光の照射角を時間的に変
化させて光の走査面を作る。この走査光が溶接部材５の
開光面５ａ上に照射されると、レーザ光４は前記開先面
５ａ上で散乱される。この列部されたレーザ光４ａは、
。
１から発光されて光は、光走査機構２のミラー面３によ
り反射される。この場合、前記走査機構２がミラー面３
を回転振動させることにより、光の照射角を時間的に変
化させて光の走査面を作る。この走査光が溶接部材５の
開光面５ａ上に照射されると、レーザ光４は前記開先面
５ａ上で散乱される。この列部されたレーザ光４ａは、
。
レンズ６で一軸方向に結像されて、光位置検出器７上に
線状の像を作る。
線状の像を作る。
上記光位置検出器７は第２図に示すように、レンズ６か
らの光４’ａの照射により電流を発生し、この電流は裏
面の抵抗層８を介して外部へ出力電流信号Ｉ’、、Ｉ２
を出力する。この出力電流信号Ｉ０．Ｉ、と光の入射位
置ｙ′１とは下記（１）式に示す関係にある。
らの光４’ａの照射により電流を発生し、この電流は裏
面の抵抗層８を介して外部へ出力電流信号Ｉ’、、Ｉ２
を出力する。この出力電流信号Ｉ０．Ｉ、と光の入射位
置ｙ′１とは下記（１）式に示す関係にある。
ｙ’ ＋ ＝Ｑ（Ｉｓ＋ １１ ）／Ｌ、＋工ｚ （１
）ただし、Ｑ＝光位置検出器７の検出部の長さＹ’＋：
光位置検出器の中心から光の結像位置までの長さ この場合、レンズ６はｙ軸方向にのみ結像していて、Ｘ
軸方向には結像していない。このため光位置検出器７上
には、Ｘ軸方向について散乱光のうちセンサ幅の角度成
分が入射する。
）ただし、Ｑ＝光位置検出器７の検出部の長さＹ’＋：
光位置検出器の中心から光の結像位置までの長さ この場合、レンズ６はｙ軸方向にのみ結像していて、Ｘ
軸方向には結像していない。このため光位置検出器７上
には、Ｘ軸方向について散乱光のうちセンサ幅の角度成
分が入射する。
第３図は本実施例の制御回路のブロック図を示すもので
ある。同図の計算器９は走査制御回路１０を介して走査
機構２を走査し、これにより光を走査する。そして各走
査位置θ−二おける光位置検出器７上での散乱光の結像
位置Ｙ’＋は、光位置検出器７の減算回路１１により検
出された後、Ａ／Ｄ変換器１２によりデジタル量に変換
されると同時に、この変換された結像位置ｙ／ １と前
記走査位置θ農は加算回路１３に記憶さｉする。光量制
御回路１４は加算回路１３で出力信号電流ｌ１ｌＩ２を
加算した結果をもとにして、この値（Ｉ。
ある。同図の計算器９は走査制御回路１０を介して走査
機構２を走査し、これにより光を走査する。そして各走
査位置θ−二おける光位置検出器７上での散乱光の結像
位置Ｙ’＋は、光位置検出器７の減算回路１１により検
出された後、Ａ／Ｄ変換器１２によりデジタル量に変換
されると同時に、この変換された結像位置ｙ／ １と前
記走査位置θ農は加算回路１３に記憶さｉする。光量制
御回路１４は加算回路１３で出力信号電流ｌ１ｌＩ２を
加算した結果をもとにして、この値（Ｉ。
＋■２）が常に一定となるように、すなわち散乱光の光
位置検出＠７への入射光景が常に一定となるように発光
ダイオード１の光量制御を行う。この光量制御により溶
接部材５の面の反射状態変化に伴う測定誤差を除去する
ことができる。前記各走査位置θ、に対してえられた前
記各結像位置Ｙ’＋ を示すと第４図のとおりである。
位置検出＠７への入射光景が常に一定となるように発光
ダイオード１の光量制御を行う。この光量制御により溶
接部材５の面の反射状態変化に伴う測定誤差を除去する
ことができる。前記各走査位置θ、に対してえられた前
記各結像位置Ｙ’＋ を示すと第４図のとおりである。
第５図は上記θ、とＶ’ｒの値を用いて座標点を換算し
める原理の説明図である。いま、光位置検出器７上のｙ
軸方向の拡大率をｍ、光位置検出器７の中心と走査機構
２の中心との距離をａ、光の走査角をαとすると、散乱
点１８の各座標Ｘ＋ｔＹｔｙＺ＋は下記（２）〜（４）
式によりめることかできる。
める原理の説明図である。いま、光位置検出器７上のｙ
軸方向の拡大率をｍ、光位置検出器７の中心と走査機構
２の中心との距離をａ、光の走査角をαとすると、散乱
点１８の各座標Ｘ＋ｔＹｔｙＺ＋は下記（２）〜（４）
式によりめることかできる。
ｙ＋ ＝ｙ’ Ｉ／ｍ （２）
Ｘ＋ ＝（ａ ｙ＋ ）しａｎ θ 、／ｃｏｓａ （
３）ｚ、：ｙ、ｔａｎα （４） 上記（２）〜（４）式から前記ｙ′０．θ１の測定値を
Ｘ＋、Ｚ＋の切断面形状データに変換すると第６図かえ
られる。この図がら画像認識装置により、溶接部材の開
先形状を認識して溶接点の目標位置を設定する。
３）ｚ、：ｙ、ｔａｎα （４） 上記（２）〜（４）式から前記ｙ′０．θ１の測定値を
Ｘ＋、Ｚ＋の切断面形状データに変換すると第６図かえ
られる。この図がら画像認識装置により、溶接部材の開
先形状を認識して溶接点の目標位置を設定する。
第７図は上述した本実施例である倣い検出装置１５を、
溶接ロボットのアーム１６に取付けた使用状態を示した
ものである。上記アーム１６には倣い検出装置１５と溶
接トーチ１７が取付けられており、この溶接トーチ１７
はｙ軸方向に定速で移動しながら、フィトバック制御（
図示ぜず）を介して倣い検出装置１５により先行してめ
ておいて溶接部材の開先５ａにおける溶接点の目標位置
を倣い溶接する。
溶接ロボットのアーム１６に取付けた使用状態を示した
ものである。上記アーム１６には倣い検出装置１５と溶
接トーチ１７が取付けられており、この溶接トーチ１７
はｙ軸方向に定速で移動しながら、フィトバック制御（
図示ぜず）を介して倣い検出装置１５により先行してめ
ておいて溶接部材の開先５ａにおける溶接点の目標位置
を倣い溶接する。
以上説明したように本発明によれば、検出用光学系は一
軸方向の成分のみを検出するため、装置ま軽量化をはか
ることができ、かつ検出信号も一軸方向成分のみである
ので、検出部の回路を簡略化することが可能である。
軸方向の成分のみを検出するため、装置ま軽量化をはか
ることができ、かつ検出信号も一軸方向成分のみである
ので、検出部の回路を簡略化することが可能である。
また、発光ダイオードの光量のフィードバック制御を行
い、−次元光位置検出器に入射する光量を一定とするこ
とにより、信号とノイズとの比を変化させることなく、
精度を一定に保持する位置測定を行うことができる。
い、−次元光位置検出器に入射する光量を一定とするこ
とにより、信号とノイズとの比を変化させることなく、
精度を一定に保持する位置測定を行うことができる。
第１図は本発明の溶接線の倣い装置の一実施例を示す構
成図、第２図および第３図は同実施例の一次元光位置検
出器の動作の原理説明図および制御回路のブロック図、
第４図〜第６図は同実施例の説明用図、第７図は同実施
例の使用状態図である。 １・・・発光ダイオード、２・・・走査機構、５・・・
溶接部材、６・・・シリンドリカルレンズ、・・・−次
元光位置検出ＩＫ。 第１図 第２図 第４図 児 ５ 図 ′罰６図 ｆＪ７ 図 Ｘ
成図、第２図および第３図は同実施例の一次元光位置検
出器の動作の原理説明図および制御回路のブロック図、
第４図〜第６図は同実施例の説明用図、第７図は同実施
例の使用状態図である。 １・・・発光ダイオード、２・・・走査機構、５・・・
溶接部材、６・・・シリンドリカルレンズ、・・・−次
元光位置検出ＩＫ。 第１図 第２図 第４図 児 ５ 図 ′罰６図 ｆＪ７ 図 Ｘ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光走査機構および観測用光学系を備える溶接線倣い
検出装置において、前記観測用光学系はシリンドリカル
レンズと一次元光位置検出器とからなることを特徴とす
る溶接線倣い検出装置。 ２、上記−次元光位置検出器に入射する光量が一定とな
るように、光源の光量を制御するように構成したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の溶接線倣い検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22415083A JPS60117102A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 溶接線倣い検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22415083A JPS60117102A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 溶接線倣い検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60117102A true JPS60117102A (ja) | 1985-06-24 |
Family
ID=16809321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22415083A Pending JPS60117102A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 溶接線倣い検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60117102A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4709156A (en) * | 1985-11-27 | 1987-11-24 | Ex-Cell-O Corporation | Method and apparatus for inspecting a surface |
| US4864147A (en) * | 1987-06-30 | 1989-09-05 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Optically scanning displacement sensor with linearity correction means |
| US4988201A (en) * | 1988-09-14 | 1991-01-29 | Nkk Corporation | Apparatus for detecting a shape of a groove |
| US5024529A (en) * | 1988-01-29 | 1991-06-18 | Synthetic Vision Systems, Inc. | Method and system for high-speed, high-resolution, 3-D imaging of an object at a vision station |
| WO1992000542A1 (en) * | 1990-06-22 | 1992-01-09 | Fanuc Ltd | Method of controlling operations of galvanometer for scanner |
| KR100933704B1 (ko) | 2007-10-02 | 2009-12-24 | 삼성중공업 주식회사 | 3차원 형상 계측 시스템의 계측 정도 검증 지그 |
| CN109579718A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-04-05 | 广州市顶丰自动化设备有限公司 | 焊缝参数的检测方法、装置、计算机设备和存储介质 |
| CN110360929A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-10-22 | 江苏集萃华科智能装备科技有限公司 | 高速线扫描传感器及其标定方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5726706A (en) * | 1980-07-24 | 1982-02-12 | Mitsubishi Electric Corp | Detector for shape of body |
| JPS5744809A (en) * | 1980-08-28 | 1982-03-13 | Sankusu:Kk | Distance measuring apparatus |
| JPS5834313A (ja) * | 1981-08-26 | 1983-02-28 | Canon Inc | 能動型測距装置 |
-
1983
- 1983-11-30 JP JP22415083A patent/JPS60117102A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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| USRE36560E (en) * | 1988-01-29 | 2000-02-08 | General Scanning, Inc. | Method and system for high-speed, high-resolution, 3-D imaging of an object at a vision station |
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| CN110360929A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-10-22 | 江苏集萃华科智能装备科技有限公司 | 高速线扫描传感器及其标定方法 |
| CN110360929B (zh) * | 2019-08-29 | 2021-06-22 | 江苏集萃华科智能装备科技有限公司 | 高速线扫描传感器及其标定方法 |
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