JPS6035608B2 - 位置・姿勢制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は光沢計等に適用される位置・姿勢制御装置に
関するものである。

従来の光沢計は静的に測定するものがほとんどで測定距
離および面傾きは一定として設定授受光角での拡散光量
を測定していた。

しかしながら、実際の被測定面は曲面をなしており測定
距離および傾きを一定にセットすることができない場合
が多く、この測定手段では精度の良い測定ができないと
いう欠点があった。またィンプロセスで光沢を測る場合
（例えば切削中の面粗さの測定、絞り加工中の面粗さの
測定）には高速で距離、面傾きを測定し自動的に補正し
て測定する必要があった。したがって、この発明の目的
は、測定距離および面傾きを自動制御できてィンプロセ
ス制御が容易な位置・姿勢制御装置を提供することであ
る。

この発明の第１の実施例を適用した光沢計を第１図ない
し第３図に示す。すなわち、この光沢計は光沢測定ヘッ
ド部をつぎのように構成する。不透明外筒１の中心に光
フアィバ２を通し、その先端２ａを外筒１の一端閉口ｌ
ａより突出して光フアィバ２よりビーム光Ｐを被測定面
Ｍに投射する。外筒１の一端開□ｌａに遮光板３を取付
け、遮光板３に光フアィバ２を中心とするりング状透光
部４を透明板で形成してビーム光Ｐの中心から立体角Ｑ
，〜Ｑ２の拡散光が受光できるようにしている。外筒１
の内部で遮光板３から所定距離１だけ離れた位置にセン
サ部５を配置する。このセンサ部５は光フアイバ２を中
心として円板形遮光部６、その外周に臨設する第１のリ
ング状フオトセル７、その外周に臨設するりソグ状ポジ
ションセンサ８、さらにその外周に臨設する第２のリン
グ状フオトセル９をそれぞれ配置構成してある。このヘ
ッド部は、サーボ制御部およびモータ（図示省略）によ
り被測定面Ｍに対する距離ｘの方向および被測定面Ｍに
対する角度を制御する２方向（舷，ＯＹ）の３軸駆動を
するようになっている。このヘッド部を被測定面Ｍに対
して距離ｘで対時させ、光フアィバ２より被測定面Ｍに
投光すると、センサ部５ではつぎの表のような受光形態
を生ずる（表示○印が受光有り、×印が受光なし）。す
なわち、ｘ＝１のとき、透光部４から入射した光はすべ
て光ポジションセンサ８で受光され、フオトセル７，９
では受光されない。

ｘ＞１のと′きはフオトセル７で受光されフオトセル９
は受光されない。ｘ＜１のときはフオトセル７が受光さ
れずフオトセル９で受光される。この場合、第２図のブ
ロック図のように第１または第２のフオトセル７，９の
受光を検出判定部１０で判定検出していずれのフオトセ
ル７，９も受光しない距離ｘ＝１の位置にサーボ制御部
１１によりモータ１２を制御してヘッド部をｘ方向駆動
する。一方、光ポジションセンサ８は平面上２方向（×
，Ｙ）の各部分の光東中心の位置（光重心）を検出する
もの（たとえば浜松テレビ■社製の２次元型半導体位置
検出器ＳＩ２００など）で、光ポジションセンサ８から
はＸ，Ｙ方向の信号がそれぞれＸ，，Ｘ２，Ｙ，，Ｙ２
として出力される。

第３図のようにこれらは検出判定部１３に入力され、検
出判定部１３はその入力信号を演算して（艶，（帯）地 （Ｘ．十×２十Ｙ，十Ｙ２）として出力する。

ここで信号（隻ラ髪）は方向ｏｘの光東中心（光重心）
位置を示し、サ−ボ制御部１４に指令を与えてモータ１
５により方向ひｘが零になるようにヘッド部を駆動する
。

また信号（串ラ宅）は方向ひＹの光東中′Ｑ（光重心）
位置を示し、サーボ制御部１６に指令を与えてモータ１
７により方向ＯＹが零になるようにヘッド部を駆動し、
この両者でビーム光が被測定面Ｍに対して垂直線となる
ように制御する。さらに信号（Ｘ，十×２十Ｙ，十Ｙ２
）は光沢に対応する受光量を示し、この受光量の検出に
より光沢を計測する。このように構成したため、ヘッド
部の核測定面に対する位贋と鏡きとを自動制御できるの
で曲面の光沢測定ができて、絶えず変化するようなィン
プロセス計測に適用でき、正確に光沢を測定でき、しか
も３鼠方向のサーボ制御駆動はそれぞれ独立的に処理で
きるので構成が簡単である。このようにして被測定面と
の距離，面頚きを常に自動的に補正し、設定角度におけ
るその拡散光量により光沢を測定する光沢計を提供でき
ることとなる。なお、３軸駆動は測定ヘッド部側および
被測定面倒のどちらでもよい。この発明の第２の実施例
を適用した光沢計を第４図および第５図に示す。

すなわち、この光沢計は、第１の実施例の光ポジション
センサ８に代えて、リング状板１８に多数のフオトセル
Ｓｉ，ｉ，（ｉ＝１・・・ｎ，ｉ＝１・・・ｍ）を蓬方
向および周に多数列設したもので、その出力を検出濃散
部１９で検出して、８ｘ，ＯＹ方向の光重心位置Ｋ，，
Ｋ２，ｉ分割、ｉ分割の光強度分布ｌｉ，ｌｉおよび光
沢と対応する総受光量データＺを測定するものである。
その他は第１の実施例と同様である。このように構成し
たため、この位置・姿勢制御装置は、拡散光の光強度分
布が測定でき被測定面の表面状態の性状がわかるほか、
第１の実施例と同効果を有する。以上のように、この発
明の位置・姿勢制御装置は、中心部よりビーム光を投射
しその反射光をリング状透光部よりリング状に受光して
センサ部からの距離および反射面に対する角度を自動制
御するようにしたため、簡単な穣成によりィンプロセス
での制御ができ、光沢計に適用した場合、精度良くしか
も曲面測定もできるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例を適用した光沢計の破
断斜視図、第２図は距離制御ブロック図、第３図は角度
制御ブロック図、第４図は第２の実施例を適用した光沢
計の破断斜視図、第５図はそのセンサ部の制御ブロック
図である。 Ｍ・・・・・・被測定面（対象面）、２…・・・光フア
ィバ（投光部）、４・・・・・・リング状受光部、５・
・・・・・センサ部、７，９・・・…フオトセル、８…
…光ポジションセンサ（リング状センサ部）、Ｓｉ，ｊ
……フオトセル。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対象物の対象面へビーム光を投射する投光部と、こ
   の投光部を中心として形成され前記対象面の反射光を透
   過するリング状透光部と、このリング状透光部の後方に
   一体配置されてそのリング状光の内外縁を検出すること
   によりリング状透光部と前記対象面との距離を一定に制
   御させる一対のリング状フオトセルと、これらの一対の
   リング状フオトセル間に配置されて前記リング状光の光
   束中心を検出することにより前記対象面に対する面傾き
   を一定に制御させるリング状センサ部とを備えた位置・
   姿勢制御装置。 ２ 前記リング状センサ部は光束中心を検出できる光ポ
   ジシヨンセンサである特許請求の範囲第１項記載の位置
   ・姿勢制御装置。 ３ 前記リング状センサ部は径方向および周方向に多数
   のフオトセルを列設構成してなる特許請求の範囲第１項
   記載の位置・姿勢制御装置。