JPS60197391A - 形状検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は例えば溶接ロボットなどの自動機器を所定経
路に沿って作動させるために対象物の形状を動的に連続
検出する形状検出装置に関するものである。

〔従来技術〕

各種の自動化機器例えば溶接ロボットに於ける溶接線の
自動追尾制御などを行なうために物体の６次元形状の検
出装置は重要なものでちゃ、各種の方式が開発されてい
る、 第１図は従来の形状検出装置の説明図であシ、図におい
て、（１）は対象物、（２）は対象物（１］上の１点（
３）までの距離を検出する距離センサであシ、距離セン
サ（２）としては例えば三角測量法の原理を用いた公知
の光学式距離センサ等が用いられる。距離センナ（２）
はモータ（４）で駆動される走査機構（５）に装着され
ており、基台（６）の軸の周囲を矢印の方向に回転走査
して対象物（１）までの距離信号を得る。（７）は信号
処理回路であり、信号処理回路（７）は距離センサ（２
）から得られた距離信号と、走査機構（５）の走査角度
検出器（８）の角度信号とを入力し、対象物（２）の形
状の特徴点（９）全判別し、基台（１）の基準点から特
徴点（９）までの相対位置をめるものである。

第２図は信号処理回路（７）のブロック図である。

同図に於て、αＯは距離センサ（２）の距離信号の強度
のピーク検出回路であシ、距離センサ（２）の距離信号
の強度が最大値を示すときにピーク検出回路αＧがタイ
ばング信号を発生し、このタイミング信号で第１のメモ
リａηに距離センナ（２）の距離信号の強度ｄを記憶さ
せ、同時に第２のメモリ（イ）にこの時の走査角度ｐを
記憶させるように構成されている。

第６図は第１図に例示した断面Ｖ字状の溶接線をもつ対
象物（１）上を距離センサ（２）で走査した場合の走査
角度と距離センサの信号強度との関係を示したもので、
溶接線は山形の距離変化波形として検出され、ピーク点
が浴接線の位置を表わす。従って、上記のように構成さ
れた信号処理回路（７）にょシ、基台（６）に対する浴
接線の相対位置が第１のメモリαηの強度ｄと第２のメ
モリ（２）の角度とによって検出される、 上記のように逐次走査によシ対象物までの距離を測定し
、その変化から対象物の形状を検出する装置に於ては、
その検出中に検出装置と対象物との間の距離が変動する
と正確な形状の検出が不可能となる。例えば、検出装置
を機械的剛性の弱いロボットの手先に搭載し、ロボット
を動作させながら連続的に形状検出を行なわせる場合な
どは、手先の振動によって距離変動を生じ、対象物の小
さな形状変水を判別することが困難となるという欠点が
あった、 〔発明の概要〕 この発明は、かかる欠点を改善する目的でなされたもの
で、上記従来の検出装置の距離センサを第１の距離セン
サとし、検出装置の基台に第２の距離センナを付加し、
従来の距離センナの距離信号強度と第２の距離センサの
距離信号強度との差動をとって距離変動の影響を除くこ
とにょシ、対象物の小さな形状変化を正しく検出できる
形状検出装置を提案するものである。

〔発明の実施例〕

第４図はこの発明の一実施例を示す説明図であ＃：ｔ　
、（１）〜（２）は上記従来装置と全く同一のものであ
る。■は基台（６）の一部に固着された第°２の距離セ
ンサ、（ロ）は差動アンプである。第２の距離上ンサ翰
の距離信号は走査駆動される従来の第１の距離セン−７
（２１の距離信号と共に差動アンプ（２）に入シ、ここ
で第１と第２の距離センサ（２）、■の距離信号の出力
の差動がとられ、その差動をとった距離信号が信号処理
回路（７）に入力されている。

第５図は距離信号の波形例を示す線図で、検出中に第２
の距離センサと対象物間の距離が第５図囚に波形で示す
ように変動した場合、第１の距離センサの距離信号強度
は第５図（Ｂ）に示すように距離変動と対象物の形状に
伴う距離変化分とが重畳された波形となり、従来の信号
処理回路だけでは形状の正確な判別が困難である。とこ
ろが、検出装置と対象物間の距離を連続的に検出する第
２の距離センサーの距離信号と第１の距離センサ（２）
の距離信号との差動をとった距離、信号は、検出装置と
対象物間の距離変動分が除かれ、第４図（Ｃ）　Ｋ示す
ように対象物の形状に正確に対応する。従って、との差
動をとった距離信号を信号処理回路（７）で処理するこ
とにより対象物の正確な形状を検出することができるこ
とになる。

なお上記実施例では第１の距離センサを機械的な走査機
構によって走査して形状を検出する例であるが、この発
明はこれに限定されるものではなく、例えばばラ一等に
よシ光点を２次元走査し、平面の距離情、報を検出して
形状検出するようにしても同様の作用を期待することが
できる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、対象物上の検出点を走
査して検出する第１の距離センサに加えて、検出装置の
基台と対象物との間の距離を検出する第２の距離センサ
を設け、第１の距離センサと第２の距離センサの各距離
信号の差動をと９、この差動をとった距離信号を信号処
理回路で処理するように構成したので、対象物の形状を
精度よく検出することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の形状検出装置の説明図、第２図は信号処
理回路のブロック図、第６図は第１図に例示した断面Ｖ
字状の溶接線をもつ対象物上を距離センサで走査した場
合の走査角度と距離センサの出力との関係を示した線図
、第４図はこの発明の一実施例を示す説明図、第５図は
距離信号の強度と走査角との関係の一例を示した線図で
あシ、第５図（４）は第２の距離センサの距離信号強度
と走査角度との関係、第５図（Ｂ）は第１の距離センサ
の距離信号強度と走査角度との関係、第５図（Ｃ）は第
１と第２の距離上ンサ相互の距離信号強度の差動をとっ
た距離信号強度と走査角度との関係を示すものである。 １・・・対象物、２・・・第１の距離センサ、５・・・
走査機構、６・・・基台、８・・・走査角度検出器、２
０・・・第２の距離センサ、２１・・・差動アンプ。 なお各図中同一符号は同一または相当部分を示すものと
する。 代理人　弁理士　木　村　三　朗 第　１　■ 第２ｙＪ −〇 ｐ　疋−壷角度 １１４　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基台と、該基台全中心にして回転する走査機構と、該走
   査機構に対象物の方向へ向けて取付けた第１の距離セン
   サと、該第１の距離センサの走査角度を検出する走査角
   度検出器と、上記第１の距離センサの距離信号と上記走
   査角度検出器の角度信号とを処理して上記対象物の形状
   を検出する信号処理回路とを備えた形状検出装置におい
   て、上記基台に上記第１の距離センサと平行して第２の
   距離センサを設け、上記第１の距離センサの距離信号と
   該第２の距離センサの距離信号との差動をとった距離信
   号を上記信号処理回路に入力したことを特徴とする形状
   検出装置。