JPS60260801A - 誘導型センサ - Google Patents
誘導型センサInfo
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- JPS60260801A JPS60260801A JP60117656A JP11765685A JPS60260801A JP S60260801 A JPS60260801 A JP S60260801A JP 60117656 A JP60117656 A JP 60117656A JP 11765685 A JP11765685 A JP 11765685A JP S60260801 A JPS60260801 A JP S60260801A
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- central axis
- coil
- inductive sensor
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J13/00—Controls for manipulators
- B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
- B25J13/086—Proximity sensors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/004—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
- G01D5/204—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
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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】
本発明は誘導型センサ、およびそのような誘導型センサ
による金属部分の穴、穿孔、ゲルト、すペット等の被検
出物の３次元的位置を無接触で検藍する方法忙関するも
のである。
による金属部分の穴、穿孔、ゲルト、すペット等の被検
出物の３次元的位置を無接触で検藍する方法忙関するも
のである。
従来は、例えばロゲットの手が穴または穿孔に対して中
心゛に整列させられて、例えばリベットをセットしたり
、ねじ付きゲルトをねじ込むことができるように、ある
いは自動車工業において保護キャッゾを穴の中圧急速か
つ、正確に押し込み、例えば外車囲い、前面または底板
に作り上げるように、口ペットの手を急速にかつ正確に
動かすことのできるセンサは知られていない。
心゛に整列させられて、例えばリベットをセットしたり
、ねじ付きゲルトをねじ込むことができるように、ある
いは自動車工業において保護キャッゾを穴の中圧急速か
つ、正確に押し込み、例えば外車囲い、前面または底板
に作り上げるように、口ペットの手を急速にかつ正確に
動かすことのできるセンサは知られていない。
従って本発明によれば、金属部分において作り上げられ
、あるいは金属部分に取付けられる穴、穿孔、ゲルト、
リベット等の位置を３次元的に無接触で検出する誘導型
センサを提供する。さらに本発明によれば、そのような
誘導型センサにより金属部分で穴、穿孔、ゲルト、リベ
ット等の３次元的位置を無接触で検出し、それによって
そのような穴、穿孔、ゲルト、リベット等への例えばロ
ゲットの運動あるいはロゲットの手の運動を著しく加速
し、またそのようなロゲットの運動をで、きるだけ急速
かつ正確に行わせる方法を提供するものである。
、あるいは金属部分に取付けられる穴、穿孔、ゲルト、
リベット等の位置を３次元的に無接触で検出する誘導型
センサを提供する。さらに本発明によれば、そのような
誘導型センサにより金属部分で穴、穿孔、ゲルト、リベ
ット等の３次元的位置を無接触で検出し、それによって
そのような穴、穿孔、ゲルト、リベット等への例えばロ
ゲットの運動あるいはロゲットの手の運動を著しく加速
し、またそのようなロゲットの運動をで、きるだけ急速
かつ正確に行わせる方法を提供するものである。
本発明によればこのことは、センサの中心軸上に立設さ
れた送信コイルと、前記中心軸を中心とした１つの円周
上で互いに対称的に同一角度離隔して立設された４ １
１１！１の同一受信コイルとを具え、前記の受信コイル
の端面は少なくとも前記中心軸に直角な同一平面上に配
置されることを特徴とする誘導型センサにより達成され
る。このセンサの有利な形態は、４つの受信コイルが配
置されている円の直径が１位置を検出されるべき穴、穿
孔、ゲルト、リベット等の直径にほぼ等しいことである
。さらにそのような誘導型センサにより金属部分におけ
る穴、穿孔、ゲルト、リベット等の３次元的位置を無接
触で検出する方法は、Ｘ方向およびＹ方向に相当する電
圧の偏差を測定するために、センサ内に互いに対角線に
配置された受信コイルにより得られた電圧の差又は和か
ら被検出物の３次元的位置を検出する位置検出回路を具
備したことにより達成される。この方法を有利に実施す
るには、受信コイルに誘起された電圧の差又は和を次の
非直線関数によりＸ方向、Ｙ方向および２方向の３次元
的位置に換算する。
れた送信コイルと、前記中心軸を中心とした１つの円周
上で互いに対称的に同一角度離隔して立設された４ １
１１！１の同一受信コイルとを具え、前記の受信コイル
の端面は少なくとも前記中心軸に直角な同一平面上に配
置されることを特徴とする誘導型センサにより達成され
る。このセンサの有利な形態は、４つの受信コイルが配
置されている円の直径が１位置を検出されるべき穴、穿
孔、ゲルト、リベット等の直径にほぼ等しいことである
。さらにそのような誘導型センサにより金属部分におけ
る穴、穿孔、ゲルト、リベット等の３次元的位置を無接
触で検出する方法は、Ｘ方向およびＹ方向に相当する電
圧の偏差を測定するために、センサ内に互いに対角線に
配置された受信コイルにより得られた電圧の差又は和か
ら被検出物の３次元的位置を検出する位置検出回路を具
備したことにより達成される。この方法を有利に実施す
るには、受信コイルに誘起された電圧の差又は和を次の
非直線関数によりＸ方向、Ｙ方向および２方向の３次元
的位置に換算する。
工＝。−Ｕ −８皓）
Ｙ＝Ｄ−Ｕ−８Ｃ）
Ｚ ＝Ｆ Ａ−６ｎ （”）
２
但し、パラメータＡ、Ｂ、ＣおよびＤはセンサコイルの
幾何学的配置、それぞれの巻線数、使用された鉄心、お
よび設定された増幅率により予め与えられている。
幾何学的配置、それぞれの巻線数、使用された鉄心、お
よび設定された増幅率により予め与えられている。
本発明の勝れた実施形態によれば、誘導型センサの中心
軸上に立設された送信コーイルと、前記中心軸を中心に
した１つの円周上で互いに対称的に同一角度離隔して立
設された４個の同一受信コイルとを具え、前記４つの受
信コイルの端面が少なくとも前記中心軸に直角な同一平
面上に配置されていることを特徴とする。
軸上に立設された送信コーイルと、前記中心軸を中心に
した１つの円周上で互いに対称的に同一角度離隔して立
設された４個の同一受信コイルとを具え、前記４つの受
信コイルの端面が少なくとも前記中心軸に直角な同一平
面上に配置されていることを特徴とする。
この誘導型コイルにおいては、その中心に取付けられた
送信コイルにより磁界が発生させられ、その磁界の形状
は送信コイルの幾何学的状態およびコイル鉄心により定
められる。
送信コイルにより磁界が発生させられ、その磁界の形状
は送信コイルの幾何学的状態およびコイル鉄心により定
められる。
送信コイルの周囲に対称的に配置された受信コイルには
、送信コイルにより発生された洩れ磁界により電圧が発
生し、それらの電圧は対称的配置のためにすべて４つの
受信コイルで先ず同じ大きさでおる。そこで１つの面が
センサに平行して近づくと、これにより送信および受信
コイルの間の磁気結合の変化が生じ、これにより受信コ
イルに誘起された電圧は同じように変えられる。何故な
らば、洩れ磁界の対称性はセンサに平行に延びる金属面
、または板によっては乱されることがないからである。
、送信コイルにより発生された洩れ磁界により電圧が発
生し、それらの電圧は対称的配置のためにすべて４つの
受信コイルで先ず同じ大きさでおる。そこで１つの面が
センサに平行して近づくと、これにより送信および受信
コイルの間の磁気結合の変化が生じ、これにより受信コ
イルに誘起された電圧は同じように変えられる。何故な
らば、洩れ磁界の対称性はセンサに平行に延びる金属面
、または板によっては乱されることがないからである。
センサの受信コイルに誘起された電圧の和からは、後に
詳述する方程式によらて、例えばセンサから金属面また
は板への距離が測定される。金属面または板が例えば穿
孔または穴を有していたり、あるいは金属板にリベット
、ねじ付ゲルト等が取付けられていると、センサの送信
コイルによシ発生された洩れ磁界の変形を起こさせ、遂
にはセンサ軸線と、穴または穿孔、またはリベット、ま
たはねじ付きゲルトの中心点を通る軸線とが互いに重な
り合うようにされる。このことはそれらの中心軸線また
は中心点に対称的なすべての形に適用される。穴、穿孔
あるいはリベット、ねじ付きゲルト等により起される洩
れ磁界の変形忙より、センサの対称的に配置された４つ
の受信コイルには異なった大きさの電圧が発生させられ
、それらの電圧から以下に述べられる方程式により、例
えば穴・の中心点からのセンサ軸線への距離、すなわち
ＸおよびＹ方向におけるその中心の偏位が導出される。
詳述する方程式によらて、例えばセンサから金属面また
は板への距離が測定される。金属面または板が例えば穿
孔または穴を有していたり、あるいは金属板にリベット
、ねじ付ゲルト等が取付けられていると、センサの送信
コイルによシ発生された洩れ磁界の変形を起こさせ、遂
にはセンサ軸線と、穴または穿孔、またはリベット、ま
たはねじ付きゲルトの中心点を通る軸線とが互いに重な
り合うようにされる。このことはそれらの中心軸線また
は中心点に対称的なすべての形に適用される。穴、穿孔
あるいはリベット、ねじ付きゲルト等により起される洩
れ磁界の変形忙より、センサの対称的に配置された４つ
の受信コイルには異なった大きさの電圧が発生させられ
、それらの電圧から以下に述べられる方程式により、例
えば穴・の中心点からのセンサ軸線への距離、すなわち
ＸおよびＹ方向におけるその中心の偏位が導出される。
測定精度および測定領域に関しては、４つの受信コイル
が配置されている円の直径が重要である。
が配置されている円の直径が重要である。
センサの構造寸法釦ついて制限を考慮しないなら、本発
明の勝れた実施形態によれば、４つの受信コイルが配置
されている円の直径は、検出される穴、穿孔、ゲルト、
リベット等の直径にｔｌぼ等しいと都合がよい。
明の勝れた実施形態によれば、４つの受信コイルが配置
されている円の直径は、検出される穴、穿孔、ゲルト、
リベット等の直径にｔｌぼ等しいと都合がよい。
正および負のＸおよびＹ軸線方向の半径の領域内部では
、本発明によるセンサにより、ｔｌぼ線形測定領域が得
られるが、制御の目的で限界は円直径のはホロ。９倍で
ある。２軸線方向の測定領域は円直径のほぼ２倍である
。さらに、Ｚ軸線方向の距離が小さいと、ＸおよびＹ軸
線方面の測定精度は高くなる。相当する評価電子技術に
よれば、本発明によるセンサを使用すると、千分率範囲
の解答度が得られる。
、本発明によるセンサにより、ｔｌぼ線形測定領域が得
られるが、制御の目的で限界は円直径のはホロ。９倍で
ある。２軸線方向の測定領域は円直径のほぼ２倍である
。さらに、Ｚ軸線方向の距離が小さいと、ＸおよびＹ軸
線方面の測定精度は高くなる。相当する評価電子技術に
よれば、本発明によるセンサを使用すると、千分率範囲
の解答度が得られる。
本発明による誘導型センサは、特にロボット腕における
利用に適し、ている。この場合にセンサは、例えばリベ
ットをセットしたり、ねじ付きゲルトをねじ込んだり、
例えば自動車工業において外車囲い、前面または底板等
の中の対応する穴を閉じるために要求されるように保護
キャッグを押し込・むために、ロデット９手が穴または
穿孔の中央または中心に向けられるようなすべての目的
に使用される。
利用に適し、ている。この場合にセンサは、例えばリベ
ットをセットしたり、ねじ付きゲルトをねじ込んだり、
例えば自動車工業において外車囲い、前面または底板等
の中の対応する穴を閉じるために要求されるように保護
キャッグを押し込・むために、ロデット９手が穴または
穿孔の中央または中心に向けられるようなすべての目的
に使用される。
本発明による誘導型センサにより、そのよ゛うな大また
は穿孔へのロゲットの手の運動は線形センサ測定領域内
で制御され、あるいは規則的に行われる。誘導的に動作
するセンサにより金属表面における穴、穿孔、ゲルト、
リベット等の位置が無接触で３次元的に検出されるので
、そのような円対称形あるいは物体へのロビットの運動
、またはロゲットの手の運動は従来性われた運動に比し
て著しく急速に、かつ一層精密に行われる。本発明によ
る誘導センサの測定領域が比較的大きいこと、および３
つの座標を同時に検出することにより、口〆ットの運動
は例えば穴の到着の際に、従来の方法で可能であったよ
りも非常に急速にかつ精密に行うことができる。
は穿孔へのロゲットの手の運動は線形センサ測定領域内
で制御され、あるいは規則的に行われる。誘導的に動作
するセンサにより金属表面における穴、穿孔、ゲルト、
リベット等の位置が無接触で３次元的に検出されるので
、そのような円対称形あるいは物体へのロビットの運動
、またはロゲットの手の運動は従来性われた運動に比し
て著しく急速に、かつ一層精密に行われる。本発明によ
る誘導センサの測定領域が比較的大きいこと、および３
つの座標を同時に検出することにより、口〆ットの運動
は例えば穴の到着の際に、従来の方法で可能であったよ
りも非常に急速にかつ精密に行うことができる。
さらに、本発明による誘導的に動作するセンサによれば
、押抜鉄板等の穴の位置は正確に、少しも接触すること
なしに定めることができる。さらに、本発明による誘導
型センサは、均質な鉄板においても、すなわち穴が作ら
れていないか、おるいはリベットまたはがルトが取付け
られていない鉄板においても、誘導型センサと均質鉄板
の表面−どの間の距離を測定するために、また例えばセ
ンサ軸線と鉄板の底面上の面法線との間の２つの角度を
検出するために使用される。
、押抜鉄板等の穴の位置は正確に、少しも接触すること
なしに定めることができる。さらに、本発明による誘導
型センサは、均質な鉄板においても、すなわち穴が作ら
れていないか、おるいはリベットまたはがルトが取付け
られていない鉄板においても、誘導型センサと均質鉄板
の表面−どの間の距離を測定するために、また例えばセ
ンサ軸線と鉄板の底面上の面法線との間の２つの角度を
検出するために使用される。
以下本発明を実施例につき図面により説明する。
第１図および第２図により、円筒状をした誘導型センサ
の勝れた実施形態を説明する。
の勝れた実施形態を説明する。
センサＳの中心軸線８Ｍ上に送信コイルＳＳが配置され
ていて、その中心にコイル鉄心ＳＫが取付けられている
。センサ軸線８Ｍを中心にした円に上に４つの同じ構造
Ｑ′受信コイルＥＳＩ〜Ｅ８４が配置されて、それらは
直立−した向きを持ち、中心軸線ＥＭＩ〜ＥＭ４は送信
コイルＳＳと平行すなわちセンサの中心軸線ＳＭに平行
に延びていることは、第２図の断面図に示す通りである
。この場合Ｋ。
ていて、その中心にコイル鉄心ＳＫが取付けられている
。センサ軸線８Ｍを中心にした円に上に４つの同じ構造
Ｑ′受信コイルＥＳＩ〜Ｅ８４が配置されて、それらは
直立−した向きを持ち、中心軸線ＥＭＩ〜ＥＭ４は送信
コイルＳＳと平行すなわちセンサの中心軸線ＳＭに平行
に延びていることは、第２図の断面図に示す通りである
。この場合Ｋ。
第２図の下部に配置された４つの受信コイルＢＳ１〜Ｅ
Ｓ４の端面は、それらの中心軸線ＥＭＩ〜ＥＭ４と送信
コイルＳＳの中心軸線ＳＭとに直角に延びる平面内にあ
ることは、同様に第２図の断面図に示す通りである。送
信コイルＳＳも４つの受信コイルＥＳＩ〜ＥＳ４も適当
な合成樹脂に被覆されているので、コイルはそれらの整
列性と相互の対応性とを維持する。
Ｓ４の端面は、それらの中心軸線ＥＭＩ〜ＥＭ４と送信
コイルＳＳの中心軸線ＳＭとに直角に延びる平面内にあ
ることは、同様に第２図の断面図に示す通りである。送
信コイルＳＳも４つの受信コイルＥＳＩ〜ＥＳ４も適当
な合成樹脂に被覆されているので、コイルはそれらの整
列性と相互の対応性とを維持する。
第３図には、斜視図として鉄板または金属板の形の金属
部分ＭＴの上の誘導型センサの配置が示されている。金
属部分ＭＴには直径りの穴りが作られている。さらに第
３図には直交して互いに延びる３つの座標軸線、すなわ
ちＸ−軸線、Ｙ−軸線および２−軸線が示されており、
座標原点は穴りの中心にある。この場合にセンサＳと、
金属部分ＭＴとは、センサＳの中心軸線ＳＭと、２−軸
線内にある金属部分の法線と互に一直線になるように配
置されている。すなわち、センサＳは金属部分ＭＴ内に
作られた穴りと同心に配置されている。
部分ＭＴの上の誘導型センサの配置が示されている。金
属部分ＭＴには直径りの穴りが作られている。さらに第
３図には直交して互いに延びる３つの座標軸線、すなわ
ちＸ−軸線、Ｙ−軸線および２−軸線が示されており、
座標原点は穴りの中心にある。この場合にセンサＳと、
金属部分ＭＴとは、センサＳの中心軸線ＳＭと、２−軸
線内にある金属部分の法線と互に一直線になるように配
置されている。すなわち、センサＳは金属部分ＭＴ内に
作られた穴りと同心に配置されている。
金属部分ＭＴ内の穴りに関する誘導型センサＳのこの整
列において、センサＳの送信コイルＳＳにより発生させ
られた洩れ磁束は一様に変形され、円に上に同じ角度間
隔９０°で配置されている４つの受信コイルＥＳＩ〜Ｅ
８４には同じ大金さの電圧が誘起される。そのとき対称
的に配置された４つの受信コイルＥＳＩ〜ＥＳ４には、
誘導型センサＳが穴に同心的忙配置されているときだけ
に、同じ大きさの電圧が誘起されると゛いうことは、例
えばロボットの運動の制御のため、またはセンサＳがセ
ットされているロボットの手の制御のために、４つの受
信コイルＥＳｌ〜ＥＳ４にそれぞれ同じ大きさの電圧が
誘起されるまで、口Ｍットの手が同心にされるべき穴に
関して、センサがセットされたロボットの手の位置が動
かされるように利用される。
列において、センサＳの送信コイルＳＳにより発生させ
られた洩れ磁束は一様に変形され、円に上に同じ角度間
隔９０°で配置されている４つの受信コイルＥＳＩ〜Ｅ
８４には同じ大金さの電圧が誘起される。そのとき対称
的に配置された４つの受信コイルＥＳＩ〜ＥＳ４には、
誘導型センサＳが穴に同心的忙配置されているときだけ
に、同じ大きさの電圧が誘起されると゛いうことは、例
えばロボットの運動の制御のため、またはセンサＳがセ
ットされているロボットの手の制御のために、４つの受
信コイルＥＳｌ〜ＥＳ４にそれぞれ同じ大きさの電圧が
誘起されるまで、口Ｍットの手が同心にされるべき穴に
関して、センサがセットされたロボットの手の位置が動
かされるように利用される。
金属部分ＭＴの表面からのセンサの距離は、受信コイル
８１〜Ｓ４に誘起される電圧の和により測定される。
８１〜Ｓ４に誘起される電圧の和により測定される。
測定精度および測定領域に対しては、受信コイルＥＳ１
〜ＥＳ４が配置されている円ＫＯ直径が賞賛である。セ
ンサＳの構造の大きさに制限がなければ、この円の直径
は検出されるかまたは測定される穴の直径りにほぼ等し
くする。この場合には、若しＸ一方向およびＹ一方向に
おいて±０．５Ｄの限界内で測定されるなら、はぼ線形
測定領域が得られる。制御の目的では限界はほぼ±０．
９０でおるが、２一方向の測定領域は約２Ｄでおる。Ｘ
−およびＹ一方向の測定精度は、センサＳと、例えば金
属部分ＭＴとの間の距離が小さくなれば太きくなる。
〜ＥＳ４が配置されている円ＫＯ直径が賞賛である。セ
ンサＳの構造の大きさに制限がなければ、この円の直径
は検出されるかまたは測定される穴の直径りにほぼ等し
くする。この場合には、若しＸ一方向およびＹ一方向に
おいて±０．５Ｄの限界内で測定されるなら、はぼ線形
測定領域が得られる。制御の目的では限界はほぼ±０．
９０でおるが、２一方向の測定領域は約２Ｄでおる。Ｘ
−およびＹ一方向の測定精度は、センサＳと、例えば金
属部分ＭＴとの間の距離が小さくなれば太きくなる。
第４図忙は本発明による方法を実施するための回路装置
のブロック接続図が示されている。回路は３つの分岐か
ら成っている。すなわち、２つの分岐は、同じ構成にさ
れた分岐であって、そこではＸ一方向およびＹ一方向に
おける偏位の検出に役立つ信号が処理され、電圧Ｕｘお
よびＵＹが発生される。第３の分岐においては、上記Ｘ
方向およびＹ方向における偏位の検出に役立つ信号が一
緒に導かれて、これによって生じる出方電圧Ｕがらセン
サＳの金属面から２方向における距離が測定される。
のブロック接続図が示されている。回路は３つの分岐か
ら成っている。すなわち、２つの分岐は、同じ構成にさ
れた分岐であって、そこではＸ一方向およびＹ一方向に
おける偏位の検出に役立つ信号が処理され、電圧Ｕｘお
よびＵＹが発生される。第３の分岐においては、上記Ｘ
方向およびＹ方向における偏位の検出に役立つ信号が一
緒に導かれて、これによって生じる出方電圧Ｕがらセン
サＳの金属面から２方向における距離が測定される。
第４図の回路装置の出力端において信号評価に使用され
る３つの電圧Ｕ、Ｕ およびＵは、この１７ Ｋ 場合に次のようにして発生される。Ｕ ｔたはＵｘ ｙ を得るために、受信コイル［８１とＥＳ３、またはＥＳ
２とＥＳ４とに誘起された電圧が増幅器Ｖｌとｖ３、ま
たはｖ２とｖ４とにより予め増幅される。
る３つの電圧Ｕ、Ｕ およびＵは、この１７ Ｋ 場合に次のようにして発生される。Ｕ ｔたはＵｘ ｙ を得るために、受信コイル［８１とＥＳ３、またはＥＳ
２とＥＳ４とに誘起された電圧が増幅器Ｖｌとｖ３、ま
たはｖ２とｖ４とにより予め増幅される。
増幅器ｖ１の出力電圧Ｕｉと、増幅器ｖ３の出力電圧Ｕ
３とは、そのとき差動増幅器ＤＩＦ １３において相互
に減算され、約５０倍に増幅される。差動増幅器ＤＩＦ
１３の出方端に生じる差電圧Ｄｘは、低域フィルタＴ
Ｐ１３が後に接続された同期整流器ＧＲ１３に導かれる
が、低域フィルタの出方端において電圧Ｕｘはさらに別
の処理に使用される。
３とは、そのとき差動増幅器ＤＩＦ １３において相互
に減算され、約５０倍に増幅される。差動増幅器ＤＩＦ
１３の出方端に生じる差電圧Ｄｘは、低域フィルタＴ
Ｐ１３が後に接続された同期整流器ＧＲ１３に導かれる
が、低域フィルタの出方端において電圧Ｕｘはさらに別
の処理に使用される。
同様に受信コイルＫＳ２の後に接続された増幅器ｖ２の
出力電圧Ｕ２ｓおよび受信コイルＫＳ４の後に接続され
た増幅器ｖ４の出力電圧Ｕ４は、第２の差動増幅器ＤＩ
Ｆ ２４において相互に減算され、再び約５０倍に増幅
される。差動増幅器ＤＩＦ ２４の出力端に生じる電圧
Ｄｙは、矢張り低域フィルタＴＰ２４が後に接続された
別の同期整流器ｃＲ２４に導かれ、低域フィルタの出力
端において電圧Ｕｙは別の処理に使用される。
出力電圧Ｕ２ｓおよび受信コイルＫＳ４の後に接続され
た増幅器ｖ４の出力電圧Ｕ４は、第２の差動増幅器ＤＩ
Ｆ ２４において相互に減算され、再び約５０倍に増幅
される。差動増幅器ＤＩＦ ２４の出力端に生じる電圧
Ｄｙは、矢張り低域フィルタＴＰ２４が後に接続された
別の同期整流器ｃＲ２４に導かれ、低域フィルタの出力
端において電圧Ｕｙは別の処理に使用される。
２つの同期Ｉｉ流器ＧＲ１３およびＧＲ２４は参照電圧
Ｕ□ｆ、により制御される。参照電圧Ｕ、。ｆｌの位相
位置は移相器Ｐａｌにより設定され、選択的に、周波数
発信器ＦＧから供給される送信コイルＳＳに対する供給
電圧Ｕ１、または送信コイルＳＳを通って流れる電流工
、から導出されるが、この場合に送信コイルＳＳには前
置増幅器ｖ０が後に接続されている。切換は図面に示さ
れたスイッチＳＣＨを介して行われるが、その固定接触
部けＵｌｌまたはＩｓで示されている。
Ｕ□ｆ、により制御される。参照電圧Ｕ、。ｆｌの位相
位置は移相器Ｐａｌにより設定され、選択的に、周波数
発信器ＦＧから供給される送信コイルＳＳに対する供給
電圧Ｕ１、または送信コイルＳＳを通って流れる電流工
、から導出されるが、この場合に送信コイルＳＳには前
置増幅器ｖ０が後に接続されている。切換は図面に示さ
れたスイッチＳＣＨを介して行われるが、その固定接触
部けＵｌｌまたはＩｓで示されている。
電圧Ｕ を定めるために、受信コイルＥＳＩ〜ＥＳ４に
誘起されて増幅器ｖ１〜ｖ４を介して増幅された４つの
電圧Ｕ！〜Ｕ４の全部は同位相にして差動増幅器ＤＩＦ
、に印加される。さらＫそのとき、差動増幅器ＤＩＦ、
には、第２の様相器ＰＳ２を介して設定された、供給電
圧Ｕｌｌまたは電流工、から導出された参照電圧Ｕｒ
ａ ｆ ２が印加されており、差動増幅器ＤＩＦ にお
いてコイル電圧Ｕ１〜Ｕ４ と参照電圧Ｕ、。ｆ２は減
算され、続いて約１０倍に増幅される。
誘起されて増幅器ｖ１〜ｖ４を介して増幅された４つの
電圧Ｕ！〜Ｕ４の全部は同位相にして差動増幅器ＤＩＦ
、に印加される。さらＫそのとき、差動増幅器ＤＩＦ、
には、第２の様相器ＰＳ２を介して設定された、供給電
圧Ｕｌｌまたは電流工、から導出された参照電圧Ｕｒ
ａ ｆ ２が印加されており、差動増幅器ＤＩＦ にお
いてコイル電圧Ｕ１〜Ｕ４ と参照電圧Ｕ、。ｆ２は減
算され、続いて約１０倍に増幅される。
このために、参照電圧Ｕｒｅｆ２は位相も太きさも精密
に較正される。差動増幅器ＤＩＦ ２の出力端に生じる
電圧Ｕ２は別の同期整流器ＧＲ１において整流される。
に較正される。差動増幅器ＤＩＦ ２の出力端に生じる
電圧Ｕ２は別の同期整流器ＧＲ１において整流される。
この同期整流器ＧＲ，は第３の参照電圧Ｕｒｅｆ３によ
り制御されるが、この参照電圧Ｕｒａｔｓは第２の参照
電圧Ｕ□ｆ２から導出されていて、その位相は第３の杼
相器Ｐ８３により設定されている。同期整流器ＧＲｚＶ
ｃ＃ｉ別Ｏ低域フィルタＴＰ、が後に接続されていて、
このフィルタの出力端には別の処理のために最後に電圧
Ｕ２が生じる。
り制御されるが、この参照電圧Ｕｒａｔｓは第２の参照
電圧Ｕ□ｆ２から導出されていて、その位相は第３の杼
相器Ｐ８３により設定されている。同期整流器ＧＲｚＶ
ｃ＃ｉ別Ｏ低域フィルタＴＰ、が後に接続されていて、
このフィルタの出力端には別の処理のために最後に電圧
Ｕ２が生じる。
第４図に示された回路装置により得られた電圧と、セン
サＳおよび例えば穴しく第３図）の相対位置との間には
一義的な関数関係がある。センサＳから金属部分ＭＴの
表面への距離２は、第４図の回路装置により測定される
電圧Ｕ２から次の公式を基にして得られる。
サＳおよび例えば穴しく第３図）の相対位置との間には
一義的な関数関係がある。センサＳから金属部分ＭＴの
表面への距離２は、第４図の回路装置により測定される
電圧Ｕ２から次の公式を基にして得られる。
Ｚ＝Ａｔｎ嘴）
センサ中心軸線ＳＭと穴の中心点を通る法線から偏位Ｘ
およびＹに対しては、第４図の回路装置により測定され
た電圧ＵｘまたはＵｙから次の２つの公式により 工＝。、Ｕ、ｅ） ■ ｈｅ、Ｂ。
およびＹに対しては、第４図の回路装置により測定され
た電圧ＵｘまたはＵｙから次の２つの公式により 工＝。、Ｕ、ｅ） ■ ｈｅ、Ｂ。
Ｙ＝Ｄ−Ｕ、＠
３つの公式において使用されたノ４ラメータＡ。
ＢＩＣおよびＤは、センサコイル、その幾何学的 。
配置、その巻線数、使用された鉄心、および第４図の回
路装置により設定された増幅率により定められる。第４
図の回路装置の出力端に生じる電圧Ｕ、Ｕ、Ｕ を実際
の距離ｘ、ｙおよび２に換算すＸ７’Ｌ ることは、前記公式を基にしてマイクロコンビ、−夕で
行えばよい。しかしながらアナログコンピュータ回路で
行ってもよい。
路装置により設定された増幅率により定められる。第４
図の回路装置の出力端に生じる電圧Ｕ、Ｕ、Ｕ を実際
の距離ｘ、ｙおよび２に換算すＸ７’Ｌ ることは、前記公式を基にしてマイクロコンビ、−夕で
行えばよい。しかしながらアナログコンピュータ回路で
行ってもよい。
センサＳは特にロボットの腕における利用のために開発
されている。従ってセンサ゛Ｓは、例えばリベットをセ
ットしたり、ねじ付きＭルトをねじ込んだり、あるいは
保護キャップを穴に押し込んだりするため圧、ロボット
の手が例えば穴または穿孔に同心に向けられるようなす
べての目的に適していることは、自動車工業において使
用されている。それらの保護キャップ等が例えば外車囲
いでは前面または側面板に作られていることから明らか
である。そのような保護キャップは一般にゴムまたはそ
れに相当する合成物質でできているの゛で、そのよう材
料の保護キャップにより、センサＳの送信コイルＳＳに
より発生される洩れ磁束は害われない。このことは実用
において、そのような保護キャップが押込まれる穴にセ
ンサＳが向けられる前Ｋ、僅かの負圧によって保護キャ
ップが、ロボットの腕の中にセットされたセンサにより
取上げられることによる。
されている。従ってセンサ゛Ｓは、例えばリベットをセ
ットしたり、ねじ付きＭルトをねじ込んだり、あるいは
保護キャップを穴に押し込んだりするため圧、ロボット
の手が例えば穴または穿孔に同心に向けられるようなす
べての目的に適していることは、自動車工業において使
用されている。それらの保護キャップ等が例えば外車囲
いでは前面または側面板に作られていることから明らか
である。そのような保護キャップは一般にゴムまたはそ
れに相当する合成物質でできているの゛で、そのよう材
料の保護キャップにより、センサＳの送信コイルＳＳに
より発生される洩れ磁束は害われない。このことは実用
において、そのような保護キャップが押込まれる穴にセ
ンサＳが向けられる前Ｋ、僅かの負圧によって保護キャ
ップが、ロボットの腕の中にセットされたセンサにより
取上げられることによる。
センサに関して同心に整列させられた保護Φヤッグを下
側に保持しているセンサの穴に関して同心的整列が行わ
れると型処、このセンサはそのような場合に同時にスタ
ンプとしても利用され、これによって保護キャップは、
相当するロボットの腕の運動の際に、センサがそれ以前
に同心に作られていた穴の中へ押込まれる。比較的大き
い測定領域と、誘導型センサおよびこれの後に接続され
た回路装置による３つの座標の同時測定とにより、ロボ
ットの運動またはロボットの手の運動は例えば穴の到着
の際に非常に急速かつ精Ｖ！九行われ、この場合に前述
のように、続いて２方向に漬りロボットの腕の相当する
運動が行われ、保護キャクグは直前に到着されていた穴
の中へ押込まれる。
側に保持しているセンサの穴に関して同心的整列が行わ
れると型処、このセンサはそのような場合に同時にスタ
ンプとしても利用され、これによって保護キャップは、
相当するロボットの腕の運動の際に、センサがそれ以前
に同心に作られていた穴の中へ押込まれる。比較的大き
い測定領域と、誘導型センサおよびこれの後に接続され
た回路装置による３つの座標の同時測定とにより、ロボ
ットの運動またはロボットの手の運動は例えば穴の到着
の際に非常に急速かつ精Ｖ！九行われ、この場合に前述
のように、続いて２方向に漬りロボットの腕の相当する
運動が行われ、保護キャクグは直前に到着されていた穴
の中へ押込まれる。
本発明による誘導型センサＳは、均一な鉄板、すなわち
穴が作られていない鉄板、めるいはリベットまたはねじ
が取付けられていない鉄板においても、センサと例えば
鉄板の表面との間の距離を測定したり、センサ中心軸線
ＳＭと鉄板の光面の法線との間の２つの角度を測定する
ためにも使用される。このためには第５図に鉄板Ｂの他
に、こ′の鉄板に対応する軸線ＸＨ＋ ＹＢおよびｚＩ
ｌを有する座標系と、゛図示されていないセンサに対応
する軸線゛Ｘｓ、ＹｓおよびｚＢを有する座標系とが示
されている。本発明による誘導型センサと、第４図に示
された回路装置に原理的に一致してセンサの後に接続さ
れた回路装置とにより、電圧ＵａおよびＵβが導出され
、それらの電圧から角度αおよびβが計算されるが、そ
れらの角度は軸線ｚ１．−に一致する鉄板Ｂの表面法線
からの、センサＳの中心軸線８ＭＫ相当する軸線ｚｓの
偏位に対する尺度となる。
穴が作られていない鉄板、めるいはリベットまたはねじ
が取付けられていない鉄板においても、センサと例えば
鉄板の表面との間の距離を測定したり、センサ中心軸線
ＳＭと鉄板の光面の法線との間の２つの角度を測定する
ためにも使用される。このためには第５図に鉄板Ｂの他
に、こ′の鉄板に対応する軸線ＸＨ＋ ＹＢおよびｚＩ
ｌを有する座標系と、゛図示されていないセンサに対応
する軸線゛Ｘｓ、ＹｓおよびｚＢを有する座標系とが示
されている。本発明による誘導型センサと、第４図に示
された回路装置に原理的に一致してセンサの後に接続さ
れた回路装置とにより、電圧ＵａおよびＵβが導出され
、それらの電圧から角度αおよびβが計算されるが、そ
れらの角度は軸線ｚ１．−に一致する鉄板Ｂの表面法線
からの、センサＳの中心軸線８ＭＫ相当する軸線ｚｓの
偏位に対する尺度となる。
第１図は本発明による誘導型センサの斜視図、第２図は
第１図によるセンサの線Ａ−ＢｆＣｉう断面図、第３図
は第１図による誘導型センサと、金属部分の上のその配
置との斜視図、第４図は本発明による方法を実施するた
めの回路装置のブロック接続図、第５図はセンサと鉄板
の平らな表面との間の距離を測定するため、およびセ／
す軸線と鉄板表面の表面法線との間の２つ角度を測定す
るため忙第１図の誘導型センサを使用することを説明す
る斜視図である。 Ｓ・・・センサ、ＳＭ・・・中心軸線、ＳＳ・・・送信
コイル、ＳＫ・・・コイル鉄心、ＥＳＩ〜ＥＳ４・・・
受信コイル、ＫＭＩ〜ＥＭ ４・・・中心軸線、ＭＴ・
・・金属部分、Ｌ・・・穴、■１〜ｖ４・・・増幅器、
ＤＩＦ １３ 、 ＤＩＦ ２４ 、ＤＩＰ’。 ・・・差動増幅器、ＧＲＩ３．ＧＲ２４・・・同期整流
器、ＴＰ１３．ＴＰ２４・・・低域フィルタ、ＰＳｌ、
ＰＳ２．ＰＳ３・・・ネ多相器、ＦＧ・・・周波数発信
器、”１１８・・・前置増幅器、５Ｃｆ（・・・スイッ
チ。 第１頁の続き ［相］発 明 者 ヨハン、グートヤーアドイツ連邦共
和国、アイヒエンアウ、チェー８０３１．ゲーテシユト
ラーセ １、
第１図によるセンサの線Ａ−ＢｆＣｉう断面図、第３図
は第１図による誘導型センサと、金属部分の上のその配
置との斜視図、第４図は本発明による方法を実施するた
めの回路装置のブロック接続図、第５図はセンサと鉄板
の平らな表面との間の距離を測定するため、およびセ／
す軸線と鉄板表面の表面法線との間の２つ角度を測定す
るため忙第１図の誘導型センサを使用することを説明す
る斜視図である。 Ｓ・・・センサ、ＳＭ・・・中心軸線、ＳＳ・・・送信
コイル、ＳＫ・・・コイル鉄心、ＥＳＩ〜ＥＳ４・・・
受信コイル、ＫＭＩ〜ＥＭ ４・・・中心軸線、ＭＴ・
・・金属部分、Ｌ・・・穴、■１〜ｖ４・・・増幅器、
ＤＩＦ １３ 、 ＤＩＦ ２４ 、ＤＩＰ’。 ・・・差動増幅器、ＧＲＩ３．ＧＲ２４・・・同期整流
器、ＴＰ１３．ＴＰ２４・・・低域フィルタ、ＰＳｌ、
ＰＳ２．ＰＳ３・・・ネ多相器、ＦＧ・・・周波数発信
器、”１１８・・・前置増幅器、５Ｃｆ（・・・スイッ
チ。 第１頁の続き ［相］発 明 者 ヨハン、グートヤーアドイツ連邦共
和国、アイヒエンアウ、チェー８０３１．ゲーテシユト
ラーセ １、
Claims (4)
- （１）センサの中心軸上に立設された送信コイルと、前
記中心軸を中心にした１つの円周上で互いに対称的に同
一角度離隔して立設された４ｇＡの同一受信コイルとを
具え、前記受信コイルの端面必工少なくとも前記中心軸
に直角な同一平面上に配置されることを特徴とする誘導
型センサ。 - （２） センサの中心軸上に立設された送信コイルと、
前記中心軸を中心にした１つの円周上で互いに対称的に
同一角度離隔して立設された４個の同一受信コイルとを
具え、前記受信コイルの端面が′ 少なくとも前記中心
軸に直角な同一平面上に配置されるとともに前記受信コ
イルに誘起された電圧の差又は和から被検出物の３次元
的位置を検出す一位装置検出回路を具備したことを特徴
とする誘導型センサ。 - （３）４つの受信コイルが配置されている円の直径は位
置を検出される被検出物の直径にほぼ等しいことを特徴
とする特許請求の範囲第１項および第２項記載の誘導型
センサ。 - （４） 受信コイルに誘起された電圧の差又は和はｚ
＝ ｈ、 −Ａｎ（ｙ） （但しＡＩラメータＡ、Ｂ、ＣおよびＤはセンサコイル
、その幾何的配置、それぞれの巻線数、使用された鉄心
、および設定された増幅率により予め与えられる） によりＸ方向、Ｙ方向および２方向の３次元的位置に換
算されることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
誘導型センサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3420330.3 | 1984-05-30 | ||
| DE3420330A DE3420330C1 (de) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | Induktiver Sensor und Verfahren zur beruehrungslosen,dreidimensionalen Positionserfassung von Loechern,Bohrungen,Bolzen,Niete u.ae. in bzw. an Metallteilen mittels eines solchen Sensors |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60260801A true JPS60260801A (ja) | 1985-12-24 |
Family
ID=6237309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60117656A Pending JPS60260801A (ja) | 1984-05-30 | 1985-05-30 | 誘導型センサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0172998A1 (ja) |
| JP (1) | JPS60260801A (ja) |
| DE (1) | DE3420330C1 (ja) |
| DK (1) | DK194385A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006177684A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-07-06 | Tohoku Univ | 磁気マーカを用いた位置・方向計測方法および位置・方向計測方法システム |
| WO2014142306A1 (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | 株式会社東芝 | 渦電流探傷装置、渦電流探傷方法、及び渦電流探傷プログラム |
| JP6213627B1 (ja) * | 2016-07-15 | 2017-10-18 | 積水ハウス株式会社 | 雄ねじ探知具およびこれを用いた雄ねじの取り外し方法 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0781808B2 (ja) * | 1991-02-18 | 1995-09-06 | 川崎重工業株式会社 | 位置検出装置および位置検出方法 |
| IT1257826B (it) * | 1992-06-12 | 1996-02-13 | Gd Spa | Metodo ed unita' per il prelievo automatico di oggetti cilindrici |
| DE9312361U1 (de) * | 1993-08-24 | 1994-01-13 | Ab Elektronik Gmbh, 59368 Werne | Anordnung zur Erfassung von Meßpunkten sich relativ zueinander bewegender Teilelemente |
| DE102004045408B4 (de) * | 2004-09-14 | 2008-01-03 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung und Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken mittels Laserstrahlung |
| CN1834690B (zh) * | 2006-04-12 | 2010-08-18 | 郭有军 | 通过式金属探测系统 |
| CN105643623B (zh) * | 2016-03-02 | 2018-02-13 | 昆山华恒机器人有限公司 | 一种多孔位工件层叠对准方法及层叠对准装置 |
| US12109686B2 (en) | 2020-01-16 | 2024-10-08 | Omron Corporation | Control apparatus, control method, and computer-readable storage medium storing a control program |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB800131A (en) * | 1954-03-30 | 1958-08-20 | Ferranti Ltd | Improvements relating to electromagnetic pick-offs |
| DE2361385C3 (de) * | 1973-12-10 | 1978-09-07 | Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V., 3400 Goettingen | Mec hanoelektrischer Meßumformer |
| SE385406B (sv) * | 1974-10-25 | 1976-06-28 | Asea Ab | Forfarande for framstellning av en magnetoelastisk givare |
| DE2554603C2 (de) * | 1975-12-02 | 1984-03-15 | AEG-Telefunken Kabelwerke AG, Rheydt, 4050 Mönchengladbach | Elektromagnetische Vorrichtung zur Bestimmung der Lage einer langgestreckten Metallseele innerhalb eines rohrförmigen Elements |
| DE2737110C2 (de) * | 1977-08-17 | 1983-12-01 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München | Vorrichtung zur Bestimmung der Abweichung von der mittigen Lage eines festen Körpers zwischen mindestens zwei Elektroden |
| US4325026A (en) * | 1979-03-19 | 1982-04-13 | Westinghouse Electric Corp. | Plural coil eddy current mapping probe |
| JPS5612502A (en) * | 1979-07-12 | 1981-02-06 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Feedback amplification type vortex flow range finder |
| IT1128202B (it) * | 1980-01-10 | 1986-05-28 | Fiat Ricerche | Dispositivo per il rilevamento della posizione di una torcia per saldatura automatica ad arco |
| EP0305591A3 (de) * | 1982-05-13 | 1992-03-25 | C.A. Weidmüller GmbH & Co. | Induktive Sensoranordnung und Messanordnung zur Verwendung derselben |
| EP0130940B2 (de) * | 1983-07-05 | 1993-12-01 | C.A. Weidmüller GmbH & Co. | Induktive Sensoranordnung und Messanordnung zur Verwendung derselben |
-
1984
- 1984-05-30 DE DE3420330A patent/DE3420330C1/de not_active Expired
-
1985
- 1985-04-30 DK DK194385A patent/DK194385A/da unknown
- 1985-05-23 EP EP85106363A patent/EP0172998A1/de not_active Withdrawn
- 1985-05-30 JP JP60117656A patent/JPS60260801A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006177684A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-07-06 | Tohoku Univ | 磁気マーカを用いた位置・方向計測方法および位置・方向計測方法システム |
| WO2014142306A1 (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | 株式会社東芝 | 渦電流探傷装置、渦電流探傷方法、及び渦電流探傷プログラム |
| JP2014199240A (ja) * | 2013-03-14 | 2014-10-23 | 株式会社東芝 | 渦電流探傷装置、渦電流探傷方法、及び渦電流探傷プログラム |
| US10001458B2 (en) | 2013-03-14 | 2018-06-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Eddy current flaw detection device, eddy current flaw detection method, and eddy current flaw detection program |
| JP6213627B1 (ja) * | 2016-07-15 | 2017-10-18 | 積水ハウス株式会社 | 雄ねじ探知具およびこれを用いた雄ねじの取り外し方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DK194385D0 (da) | 1985-04-30 |
| EP0172998A1 (de) | 1986-03-05 |
| DE3420330C1 (de) | 1985-12-05 |
| DK194385A (da) | 1985-12-01 |
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