JPS62500398A - 光学繊維式継ぎ目探知装置 - 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】 光学繊維式継き゛目拐句装置 葺ヱｅ鉦竪 本発明は一般に被加工物面上の異常を検出するための’ＡＨに関し、更に詳細に は、溶接開先の深さ、形状、及び位置を検出するための感知装置に関する。

背景技術 視覚式誘厚装置の分野、更に詳細には自動アーク溶接の領域においては、感知ｇ Ｗの個装が極めて重大な点となって来ており、真に柔軟な自動溶接装置を開発し ようとする試みを失敗させ続けている。現在の感知装置設計は、感知装置自体が 、一つの次元において、トーチブラケットと同程度に細りそりしており、該感知 装置が、トーチを、該トーチだけならば通過することのできる全ての狭い開口部 を通って進ませることのできるようにするという点に間けて開発が行なわれてき ている。しかし、第１の次元を最小限化すると、第２及び第３の次元が増大する こととなり、従って、回転可能性が減り、且つ、トーチが障害物にどの程度まで 接近できるかが制限される。この形式の感知装置を自動溶接装置に対して用いる と、最も到達国難である接近不能領域を操作員が手作業で溶接することが必要と なる。

トーチの操縦性は、感知装置を、溶接トーチから更に遠く離れた更に遠隔の場所 へ移動させることにより、増大させることができる。このようにすると、限られ た狭い場所へのトーチの接近可能性は増すが、何等かの特別の予備的作用がなく なり、被加工物の反射係数が高度に可変的となり、光のスポットを形成するため にかなりのエネルギー密度が必要になるということが認められている。感知装置 によって受取られる光の量は、光のスポットと該感知装置との間の距離の関数で あり、従って、この距離が増すと光源からのより多くのパワーが必要となる。必 要とするパワーかに他利点が得られる。例えば、温度の両極端値の強烈さが減る ので、特別の冷却上の考慮が不要となり、熱に特に敏感である電子部品をもっと 安価なソリッドステート部品で構成することができとを目的とするものである。

２１廊と１丞 本発明の一つの態様によれば、二の装置は、被加工物の面上の異常を光学的に検 出するために平面Ｐに沿って第１の方向に移動可能である。この装置は、各クカ °゛第１及び第２の端部モ有している第１及び第２の光学繊維束、並０°ＩＳ投 射光源を有す。第１の手段がこの投射光を受入れてこの光の通路を変化させ、そ こで、この光は上記第１の光学繊維束の第１の端部を横切って走査させられる。

第２の手段が、上記光を、上記第１の光学繊維束の実質的に単一の繊維上に映し 出す、第３の手段が、上記第１の光学繊維束の第２の端部から上記光を受入れて この光を上記被加工物の面に対して映し出し、そして光のスポットを形成する。

第４の手段が、上記スポットからの反射光を受入れ、そして上記第２の光学繊維 束の第２の端部上にこの光を映し出す。第５の手段が、上記第２の光学繊維束の 第１の端部から光を受入れ、そしてこの光を映し出す、第６の手段が、上記第５ の手段からの光を受入れ、そしてこの光の位置に応答して電気信号を送り出す。

を与えることのないよう１こ許蓉エネルギー密度を保持すること８口的とＪ〉も 刀７゛乃）。

皿里且且監呈反匪 第１図は本発明装置の構成部材の相対的配置を示す略図であり、第２図は本発明 装置の光学系を示す略図であり、第３図は本発明装置の断面図であり、 第４図は溶接ヘッドに直接取付けられた感知装置の断面図であり・ 第５図は光学繊維束の断面図である。

Ｂを　するための最　の８）兼 次に図面について説明すると、図面には本発明装置の好ましい実施例が示されて おり、第１図は、被加工物１１の面上の異常を光学的に検出するために平面Ｐに 沿って第１の方向に移動可能マ゛木発明をより理解することができる。

装置１０は、各々が第１及び第２の端部１６．１８；２０、２２を有している。

第１乃耐′第２の光学贅趨未１２．１４を有り光源２４は、例えば、レーザダイ オ−１２６及び８３０ラノメー・トルの波長を存する直径ＩＱｍｍの草色光を投 射する出力光学袋に、６２８ナノメートルの波長を有する単色光の０．８　＋＋ ａビームを投射するヘリウム・ネオン（Ｈｅ　−Ｎｅ　）レーザ２８、上記Ｈｅ 　−Ｎｅ　レーザ光を直角に反射するための第１のミラー３０、並びに上記Ｈｅ 　Ｎｅ　レーザ光を通過させ且つ上記レーザダイオード光を直角に反射するため のグイクロインクミラー３２から成る。上記Ｈｅ−Ｎｅ及び上記ダイオードの光 はいずれも規準されて互いに実質的に同軸的に整列さ江うれる。但し、レーザダ イオード２６は袷勿的楕円ビームを投射し、例えばレンズ３３によって規準する ことが必要である。第１の手段３４び′上記投射された光を受入れ、そして第１ の光学繊維束１２の第１の端部１６を横切って上記光を線走査す迄ることによっ て°と詔光の通路を変更する。

第１の手段３４は、光ａ２４と第１の光学繊維束１２の第１の端部１６との中間 に配置された検流計３６を有方、上記検流計は、第１の光学繊維束１２の第１の 端部１６に対して角度的に位置決め可能な軸３７を有し、上記検流計軸に固定さ れている第１のミラ・−３８をもって上記２つの規準された光源２６．２８の入 射角を変化させるようになっている。検流計３６は、該検流計３６に与えられる 電流の量を変化させることにより、遠隔プロセッサ３９の制御の下で２°の角度 にわたってミラー３８を振動させる。

上記入射角が変化すると、第２の手段４０を横切る平面において上記光が反射さ れ、該先は第１の光学繊維束１２の実質的に単一の繊維上に収束させられる。第 ２の手段４０は球面レンズ４２を有しており、該レンズは、例えば、２５虱真の 焦点距離を有し、第１の光学繊維束１２から２５ｍｍの位置に配置されている。

上記２５■レンズと８３０ｎｍ光と０組合せにより、上記のｌＱｚｍ径のレーザ 光は約４ミクロンの直径にＩｉＭ小して快１．．出され、その結果・使用可能パ ワーの約９５％が華−・０１０ミクロン繊維に与えられる。またー、８３０ｎｍ 以外の波長を有するレーザを用いる場合には、同様寸法の像を得るために、レン ズ４２の位置及び焦点距離を適切にｔＦ４節することが必要となる。

レーザ光はガウス分布を有しているということが知られている。

従って、１０ミクロン繊維上に同軸的に映し出される１５ミクロンの直径を存す るスポットであっても、使用可能パワーの７０％を単一の繊維を通じて伝達する 。光学繊維束１２上に映し出され分を上記光学繊維束の単一繊維を通じて伝達す ることができるということが認められている。これは、伝達される光のエネルギ ー密度を十分に高いレベルに保持し、被加工物面１１から反射される光を、溶接 機のアークフラッシュによって発生する「ノイズ」から区別するのに十分な強度 にあらしめるようにするために重要なことである。即ち、上記レーザ光の高いエ ネルギー密度が、高い信号対雑音比を維持するうえにおいて重要な因子である。

第５図について説明すると、図は光学繊維束１２の端面図であり、直交行列に配 置された個々の繊維を示すものである０束１２上に映し出されたレーザ光は破線 円４３で示されており、約３０ミクロンの直径を存す、この像は、４本の繊維上 に完全に落ち、そして８本の分離した繊維上に部分的に落ちるように示されてい る。これらの部分的に照明される繊維はこの部分的照明を保持することはなく、 その光を発散させてその繊維全体を均一に照明させる。光学繊維束の第２の端部 １８から投射される光は３０ミクロンの入力直径よりもかなり大きくなる。更に また、個々の繊維相互間の空間において失われる光は、直径が大きくなるにつれ て益々顕著になる。これに対して、本発明装Ｗ１０は、レーザ光を、破線４４で 示す４ミクロンのスポットに映し出す、この図示からは上記光の１００％が華− 繊維を通って伝達されるように思われるが、レーザ光はガウス分布で生じている ので、固定した直径内には成る制限された量の光が落ちるだけである。前述した ように、使用可能エネルギーの約９５％が単一の繊維内に結合される。装置１０ の構成中に、光学繊維束の整列に注意を払い、１行の繊維の中心点が全て、振動 するミラー３８によって反射される光の平面内に落ちるようにする。これにより 、レーザ光はこの繊維行内の各繊維と順次連結され、最大限のエネルギーを被加 工物面１１へ伝達させることができる。

再び第１図及び第２図について説明すると、第３の手段４５が、第１の光学繊維 束１２の第２の端部１８から光を受入れ、被加工物面１１に対して光を映し出し 、光のスポットを形成する。第３の手段４５は、例えば、第１の光学繊維束１２ の第２の端部１８に隣接配置された球面レンズ４６、並びに第１及び第２の交差 平面５４．５６によって形成される第１及び第２の面５０．５２を有するくさび プリズム４８を有す、プリズム４８は球面レンズ４６に隣接配置され、平面５４ ．５６の交差部は、平面Ｐとほぼ直角の線５８を形成している。くさびプリズム ４８は光を溶接ヘッド１３へ向かう方向に所定の角度で屈折させるように配置さ れており、線走査を溶接ヘッド１３にできるだけ近く位置決めする。

光学繊維ケーブル即ち束１２及び球面レンズ４６をこの同じ所定角度で配置して 光を上記被加工物面へ向かって投射することにより、くさびプリズム４日の援用 なしで同様の結果を得ることができる。しかし、この角度的配置は、レンズ４６ 及びケーブル１２を溶接ヘッド１３からもっと遠く離すことが必要であり、手段 ４５に必要な個装が大形化し、溶接ヘッド１３の移動性が減る。

また、被加工物面１１とプリズム４８との中間に窓６ｏが配置されている。窓６ ０は、プリズム４８の光学面を溶接スパックから保護するために設けられるもの であり、サファイヤで作られてその極めて高い硬さを利用している。この硬さが 溶接スパックを窓６０に被着させにくくするだけでなく、更に、環境条件のため に、最終的には、溶接処理によって生ずる煙で運ばれる微粒子の集積によって窓 ６０が塞がれるようになる。従って、窓６０を定期的に清掃することが必要であ り、この保護窓の硬さがないと、窓６０の引っ掻きを避けるために多大の注意が 必要になる。成る期間が過ぎると、窓６０の光学的伝達性は、十分なレーザ光が 窓６０を通過して光のスポットを形成するということができなくなるという点ま で劣化する。サファイヤで保護用窓６０を構成することにより、簡単に入手でき る清掃材（例えば、紙製品）を、透明性に悪影響を与えることなしに、使用する ことができる。

被加工物面１１上に形成された光のスポットは、反射係数が高度に可変であるの で、全ての方向に反射させられて光の半球を形成する。この反射光の一部は第４ の手段６２へ導かれてこれに受取られ、そこでこの光は第２の光学繊維束１４の 第２の端部２２における実質的に単一の繊維上に映し出される。第４の手段６２ は、例えば、窓６０と類偵の保護用窓６４、及び球面レンズ６６を有す０球面レ ンズ６６は球面レンズ４６に対する対の一方であり、一方は他方の逆結像特性を 有し、且つ、各々はそのそれぞれの光学繊維束１２．１４の端部１８．２２から 同じ距離に配置されている。これらの逆結像特性を利用して、被加工物面１１が レンズ４６の焦点面内にあることにかかわりなく、被加工物面１１上に映し出さ れる光のスポットをレンズ６Ｇによって単一繊維の内径にほぼ等しい直径に映し 出す。例えば、レンズ４６が２０の倍率を与えるように選定された場合には、レ ンズ６６は１／２０の倍率を与える。被加工物面１１上に形成される光のスポッ トは、焦点面からのその距離によって定まる直径を有す。光のスポットが焦点面 から遠くなるほどその直径は大きくなる。しかし、レンズ６６はレンズ４６の逆 結像特性を有しているので、レンズ４６が焦点面から遠ざかるにつれてスポット 直径が増大するときに、レンズ６６はこの投射光の増大を妨害し、上記直径を、 レンズ４６によって受取られるときの元の直径に戻す、この直径は理想的には単 一繊維の直径であるが、レンズにある収差が、上記直径をその正確な元の直径に 戻らせることを妨げ、像の若干のぶれが生ずる。

この反射光は第２の光学繊維束１４を通って伝達され、そこで、第５の手段６８ が第２の光学繊維の第１の端部２０からのこの光を受取って第この手段７０上に この光を映し出し、該第６の手段は、この光の位置に応答して電気信号を遠隔プ ロセッサ３９へ送り出す、第５の手段６８は、例えば、第２の光学繊維束１４の 第１の端部２０に隣接装置された規準レンズ７２を有す。装置１０の一実施例に おいては、第７の手段７４が第６の手段６８から光を受取り、第１の手段３４と 同期してこの光を走査し、この光を第６の手段７０へ送り出す。第７の手段７４ は、例えば、第５及び第６の手段６日、７０の中間に配置された第２の検流計７ ６を存す。検流計７６は軸７８を存しており、該軸は、第１の検流計３６の軸３ ７と同期して第２の光学繊維束１４の第１の端部２０に対して角度的に位置決め 可能である。第２のミラー８０が軸７８に固定されておってこれと一致的に８° の角度にわたって回転可能であり、これムこより、規準された光を、第６の手段 ７０を横切る平面内で反射する。ミラー８０の上記８°の角度的変位は、規準レ ンズ７２によって生ずるｔＸい振れを補償する。上記の受入れ光学ＷｉｌＺは、 受取られる光の量が、送り出された光の量の一小部分に過ぎないという点におい て、上記の送出し光学装置と異なる。従って、上記送出し光学装置においては取 るに足りないものと考えられる可能性のある光学的損失も、受入れ光学装置にお いては遥かに重大なものとなる。この理由のために、規準レンズ７２を、比較的 短い焦点距離及び低いＦ数を持つように選定し、できるだけ多くの光を伝送され る。しかし、短い焦点距離及び低いＦ数は、規準レンズ７２を通って送られる規 準済み光の角度的変位を増大させる。従って、２°の弧にわたって送り出される 光は８°の弧において受取られる０両検流計３６．７６は遠隔プロセッサ３９の 直接制御の下にあり、第１の検流計３６の２°の弧と同期して８°の弧を横切る ための第２の検流計７６の適応をソフトウェア制御の問題とならしめている。

ミラー８２が、検流計ミラー８０によって反射された光を受取り、２ｎｍ巾の通 過帯域を有する帯域フィルタ８４を通して上記光を直角に反射する。フィルタ８ ４は、８３０ｎｍのレーザ光のみを通過させ、溶接アークフラッシュの「ノイズ 」または何等かの偶発光によって疑似信号が発生させられるのを防止する。上記 ｆ域フィルタの通過帯域の巾は、投射されるレーザダイオードの光の波長に対応 するように選定される。対応的に、レーザダイオード２６の波長の変化には、帯 域フィルタ８４における適切な変化が必然的に付随する。球面レンズ８６が、例 えば５０ｎ閑の焦点距離を有しており、フィルタされた光をシリコンホトダイオ ードラインアレイ８８上に映し出すように働（。ダイオードラインアレイ８８は 上記映し出された光を、アレイ８８内のどのダイオードがこのフィルタ済み光を 受取っているかを表わすディジタル信号に変換する。電子工学及び光学的設計の 当業者には解るように、振動式のミラー８０を静止式ミラーで置き換えてもよく 、また、上記ラインダイオードアレイの代りにマトリックスダイオードアレプロ セッサ３９が斜便するＸ及びｙの両座標の移動’Ｅ　ｆ４　ｊものであ）６ 第３図は、以後においては光学式プロセッサ９０と呼ぶ装置１０の一部を示すも のである。光学式プロセッサ９０は溶接ロボット上に配置されているが、溶接ト ーチからは遠く離れて配置されている。可変電流信号が遠隔プロセッサ３９によ って検流計３６．７６へ送られる。この遠隔プロセッサは、好ましくは、光学式 プロセッサ９０から分離され、溶接ロボットから遠く離されている。プロセッサ ３９は、ラインダイオードアレイ８８によって与えられるディジクル信号を理解 し、視野内の溶接開先の巾、深さ及び位置を測定するためのソフトウェアルーチ ンを該プロセッサのメモリに内蔵している０次いで、プロセッサ３９は制御信号 を溶接ロボットに与え、移動の方向及び速度、ワイヤ給送速度、溶接電圧、等を 制御する。上記のソフトウェア制御ルーチンは本発明の一部とは考えられないも のであり、従って、本願においては開示してない、同様に、上記の溶接ロボット は本発明の一部であるとは考えられないものであり、市販の任意の産業ロボット の形式であってもよい。

光学式プロセッサ９０は、製造環境に大量に存在して空気で運ばれてくる微粒子 の集積から光学装置を保護するために密閉可能な容器９１内に格納されている。

ＨｅＮｅレーザ２８は、それぞれの電源９２とともに容器９１に固定されている ＊　Ｈｅ　−Ｎｅレーザ２８からの規準済み光はミラー３０によって反射されて グイクロインクミラ−３２を通過させられる。上記Ｈｅ　−Ｎｅ　レーザは、被 加工物面１１から反射された光の強度に影響を与えようとするものではな（、不 可視のレーザダイオード光の位置を可視的に表示しようとするものである。レー ザダイオード２Ｇは、肉眼には見えない８３０ｎｍの単色光を放出する。レーザ ダイオード２６はＷａ９４から電力を受入れて規準用のレンズ３３を通して光を 送り出し、この光はグイクロインクミラ−３２によって反射される。グイクロイ ンクミラー３２は上記Ｈｅ−Ｎｅダイオード及びレーザダイオードの光を同軸的 に位置決めし、従って、装置１０に対して何等かのｔｌｉ１節がなされて上記の 可視Ｈｅ−Ｎｅ光に影響を与えると、上記の不可視レーザダイオード光にも必ず 同様に影響を与えることになる。グイクロイックミラー３２からの光は走査用の ミラー３８によりて反射され、球面レンズ４２によって光学繊維束１２上に映し 出される。ジャッキングステージ１００が球面レンズ４２の回りに配置されてお り、レンズ４２を第１の光学繊維束１２の第１の端部１６に対して移動させるこ とにより、上記伝達されたレーザ光の微細合焦を行なうことのできるようになっ ている。この走査光によって形成される線分を、束１２の端部１６の適切な弦１ Ｇ上に落ちるように適切に位置決めすることは、レーザダイオード２６に対して シムを入れて適切な高さにすることによってなされる。回転式ステージ９６によ り、光学繊維束１２を回転的に位置決めし、成る一つの行の繊維の中心点を、上 記走査光によって形成される線分と整合させることができる。

上記の回転式ステージ及びジャッキングステージ（１００，９６）の組合せ講節 可能性により、上記走査光を単−行の繊維に沿って伝達し、各個別曇隻維をこの 投射レーザ光に順次連結すること力（できる、この調節、過程は、映し出される レーザ光をｊす作置が見ることができないと、植・めで困難であろう、しかし、 市販の赤外、３ｕ東形ピユアーをごの訓節過程中に用いて８３Ｑｎｍ光を可視す ることができる。

光学プロセッサ９０の受入れ部も回転式ステージ９８及びジャッキングステージ １０２を有し、反射光をデスキャニングミラーた光の徽゛細収束を可能ならしめ るようになっている。規準レンズや　入れ、そして規準された光を振動式のミラ ー８０へ送る。上記規準済み光は、次いで、ミラー８０．８２から反射され、帯 域フィルタ８４を通過させられ、そして球面レンズ８６によってラインダイオー ドアレイ８８上に映し出される。振動式ミラー３８と同期するミラー８０の振動 運動は、被加工物から反射した光が光学ヘッドからの所定の距離に留まっている ようになっている単一の場所へ上記規準済み光を反射するように働（、上記所定 の場所からの上記規準済み光の変位は、被加工物面１１が上記光学ヘッドから成 る異る距離にあるということを示す、この変位の大きさは、上記光学ヘッドと被 加工物面１１との間の距離を示す０例えば、レーザ光が被加工物面１１を横切っ て走査させられると、この光は溶接開先内に落ち、そして、上記送出し光学装置 及び上記受入れ光学Ｈａが互いに角度的にずれているので、上記レーザ光によっ て被加工物面ｌｌ上に形成される線分は不連続となって見える。

その点及び途切れの大きさは上記溶接開先の位置及び深さを示す。

次に第４図について説明すると、図は、以下においては光学ヘッド１０４と呼ぶ 装置１０の一部を示す断面図であり、咳ヘッドはポルト１０６．１０８で溶接へ ラド１３に取付けられている。

端している。保護窓６０．６６が光学ヘッド１０４の第１の端部１１２に隣接装 置され、くさびプリズム５０が、窓６０とレンズ４６との中間で第１の保護窓６ ０に隣接配置されている。送り出されて反射する光の光学路を破線１１４で示し てあり、これは三角測量の原理を示すものである０例えば、破線１１６で示す溶 接開先において被加工物面１１の高さに変化が生ずると、反射光は別の通路を通 り、そして、これに対応して別の繊維を照明する。

その結果、ホトダイオードラインアレイ８８内の異なるダイオードが照明され、 被加工物の面１１が予め選定された測定可能な量だけそれているということを遠 隔プロセッサ３９に示す。

図示の光学ヘッド１０４の全体的寸法は、高さが５インチ（１２７−ｍ）であり 、溶接へ７ド１３から２．５インチ（６３，５に、）突ｉ出ている。光学へ７ド １０４が小形であるということは、溶接ヘッド１３が溶接開先の端部に到達する ことのできる前に垂直の障害物が光学ヘッド１０４に接触するかもしれない行き 止り部内への溶接のように、限られた狭い頚域内へ溶接へラド１３が入って行く ことを可能ならしめる。光学ヘッド１０４を小形にすると、溶接へラド１３が到 達することのできない溶接開先の量が減る。光学へラド１３が小形であるという ことは、行き止りｖＪ域内への溶接部を仕上げるのに十分な角度で溶接へラド１ ３を傾斜させることを可能ならしめ、事実上、行き止り部継ぎ目の人手による溶 接を不要ならしめる。

産業上の適用性 装置１０の全体的作動において、溶接ヘッド１３を被加工物１１内の開先の上に 位置させ、ロボットが、遠隔プロセッサ３９からの指令の下で、上記開先に沿っ て溶接ヘッド１３を案内しようとしているものとする。上記溶接開先の位置は、 装置１０によってディジタル電気信号の形式で提供される↑ｎ報から決定される 。

光′ｒＡ２４が、規準された草色光を振動式ミラー３日に与え、酸ミラーは、こ の光を、第１の光学繊維束１２の端部１６を横切って線状に走査させる。東１２ は、上記走査光の中心線が束１２内の単一の線形アレイの個々の繊維の中心と実 質的に整合するように機械的に方向づけられている。高さが、束１２の第２の端 部１８における線形アレイの繊維から伝達され、被加工物面ｌｌ上に映し出され る。任意の時に、光のスポットが被加工物面１１上に形成されるが、或ろ時間に わたって上記フボフトは面１１の２．５インチ（６３，５ｍ■）を横切って走査 させられる０面１１によって反射された光の一部は光学繊維束１４の第２の端部 ２２上に映し出され、束１４内の予め選定された繊維を照明する。上記照明され ている繊維は、上記線状走査内の上記スポットの位置と光学へラド１３からの上 記スポットの距離との両方によって決定される。上記光は、束１４を通って伝達 され、第２の束１４の第１の端部２０から出、振動式ミラー８０上に当たる、ミ ラー８０．３８は互いに同期して振動しており、これにより、第１のミラー３８ によって生ずる線状走査が第２のミラー８０によって無効化されるようになって いる０例えば、被加工物面１１が完全に平らであれば、上記第２のミラーによっ て反射された光は完全に静止しており、ホトダイオードアレイ８８内の同一のホ トダイオードを照明する。従って、被加工物面１１における変化はホトダイオー ドアレイ８８上の上記光の変位に翻訳される。アレイ８８内の別のダイオードが 照明され、別の電気信号を遠渚プロセッサ３９に与える。上記被加工物面におけ る変化の大きさはホトダイオードアレイ８８上の上記光の変位の大きさに正比例 する。アレイ８８によって送り出されるディジタル信号は被加工物１１の面形状 についての情報を含んでいる。

以上においては装置を主として溶接開先の追跡について説明したが、光学パター ン認識の当業者は、視覚的識別を必要とする任意の形式の装置に装置１０を用い ることができるということが解るであろう０例えば、本発明装置１０を用いて、 製造工程における部品、特にその特定の配置方向を識別し、そしてこの情報をマ ニビエレータに与えて該部品を所定位置に置くことができる。或いはまた、この 装置１０を品質管理用に用い、製造済み部品を視覚的に検査して該部品が許容交 差内にあることを確認することができる。

本発明装置１０はここに例示した用途に限定されるものではなく、上記例は、単 に、装置１０の作動を明瞭ならしめるために記載したものである。

本発明の他の能様、目的、及び利点は、図面、上述の開示、及び添付の請求の範 囲を検討すれば解る。

［ｑ　ｂり　！川　客　親　牛

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．平面Ｐに沿う第１の方向に移動可能であって被加工物（１１）の両上の異常 を光学的に検出する装置（１０）において、各々が第１及び第２の端部（１６、 １８；２０、２２）を有している第１及び第２の光学繊維束（１２、１４）と、 投射光源（２４）と、 上記投射光を受入れ、及び上記光の通路を上記第１の光学繊維束（１２）の上記 第１の端部（１６）を横切って変化させるための第１の手段（３４）と、 上記光を上記第１の光学繊維束（１２）の実質的に単一の繊維上に映し出すため の第２の手段（４０）と、上記第１の光学繊維束（１２）の上記第２の端部（１ ８）から上記光を受入れ、上記光を上記被加工物面（１１）に関して映し出し、 及び光のスポットを形成するための第３の手段（４５）と、上記光のスポットか らの反射光を受入れ、及び上記光を上記第２の光学繊維束（１４）の実質的に単 一の繊維上に映し出すための第４の手段（６２）と、 上記第２の光学繊維束（１４）の上記第１の端部（２０）から上記光を受入れ、 及び上記光を映し出すための第５の手段（６８）と、 上記第５の手段（６８）から上記光を受入れ、及び上記映し出された光の位置に 応答して電気信号を送り出すための第６の手段（７０）とを備えて成る装置（１ ０）。
2. ２．第５の手段（６８）から光を受入れ、第１の手段（３４）と同期して上記光 を走査させ、及び上記光を第６の手段（７０）へ送るための第７の手段（７４） を含んでいる請求の範囲第１項記載の装置（１０）。
3. ３．第３及び第４の手段（４５、６２）がいずれも実質的に平面Ｐ内に配置され 、且つ一方が他方から変位させられている請求の範囲第１項記載の装置（１０） 。
4. ４．第１の手段（３４）が、 投射光源（２４）と第１の光学繊維束（１２）の第１の端部（１６）との中間に 配置された第１の検流計（３６）を含み、上記第１の検流計（３６）は上記第１ の光学繊維束（１２）の上記第１の端部（１６）に対して角度的に位置決め可能 な軸（３７）を有しており、更に、 上記検流計の軸（３７）に固定された第１のミラー（３８）を含んでおり、上記 第１のミラー（３８）は上記軸（３７）と一致して回転可能であり、上記投射光 を上記第１の光学繊維束（１２）の上記第１の端部（１６）を横切る平面内に反 射するようになっている請求の範囲第１項記載の装置（１０）。
5. ５．第７の手段（７４）が、 第５及び第６の手段（６８、７０）の中間に配置されており且つ第１の検流計の 軸（３７）と同期して第２の光学繊維束（１４）の第１の端部（２０）に対して 角度的に位置決め可能な軸（７８）を有している第２の検流計（７６）と、上記 検流計の軸（７８）に固定された第２のミラー（８０）とを含んでおり、上記第 ２のミラー（８０）は上記軸（７８）と一致して回転可能であり、上記第６の手 段（７０）を横切る平面内に光を反射するようになっている請求の範囲第２項記 載の装置（１０）。
6. ６．第３の手段（４５）が、 第１の光学繊維束（１２）の第２の端部（１８）に隣接配置された球面レンズ（ ４０）と、 第１及び第２の交差平面（５４、５６）によって形成される第１及び第２の面（ ５０、５２）を有するくさびプリズム（４８）とを含んでおり、上記プリズム（ ４８）は上記球面レンズ（４６）に隣接配置され、上記平面（５４、５６）の交 差部は、被加工物面（１１）とほぼ並行であって平面Ｐとほぼ垂直である線（５ ８）を形成する請求の範囲第１項記載の装置（１０）。
7. ７．第６の手段（７０）が、反射光の平面に沿って第２の検流計（７６）に隣接 配置された線形ダイオードアレイ（８８）を含んでいる請求の範囲第５項記載の 装置（１０）。