JPS6350109B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6350109B2 JPS6350109B2 JP2193280A JP2193280A JPS6350109B2 JP S6350109 B2 JPS6350109 B2 JP S6350109B2 JP 2193280 A JP2193280 A JP 2193280A JP 2193280 A JP2193280 A JP 2193280A JP S6350109 B2 JPS6350109 B2 JP S6350109B2
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- Japan
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- light
- optical
- fibers
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- optical fibers
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- Expired
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- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 20
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
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- Machine Tool Copy Controls (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、光学式の開先溶接線の位置検出セ
ンサに関するものである。
ンサに関するものである。
従来、開先溶接線の位置に限らず、ある物の中
心位置を光学的に検出するべくしたセンサは種々
提案されているが、今なお自動溶接ロボツトに装
着して満足な結果の得られるものがなく、今後の
課題となつている。
心位置を光学的に検出するべくしたセンサは種々
提案されているが、今なお自動溶接ロボツトに装
着して満足な結果の得られるものがなく、今後の
課題となつている。
この発明は前述事情に鑑みなされたものであ
り、以下この発明の実施例を詳述する。
り、以下この発明の実施例を詳述する。
Ｗ…ワークであり、WLはその開先溶接線であ
る。
る。
１…光源（実施例ではレーザ光源）である。
２…光源１からの光を２系統に分割するべくし
た手段である。
た手段である。
３…手段２で分割された光を、前記２系統に対
して交互に通過させるべくした切換手段であり、
変調器としての機能を有する。
して交互に通過させるべくした切換手段であり、
変調器としての機能を有する。
４，５…手段３を通過した光を案内する第１光
学繊維であり、その投光軸Ａ，Ｂは、ワークＷ表
面の照射面が一部重なるべく構成されている。６
ａ，６ｂ，７ａ，７ｂは、それぞれ繊維４，５先
端側に配置した集光レンズである。
学繊維であり、その投光軸Ａ，Ｂは、ワークＷ表
面の照射面が一部重なるべく構成されている。６
ａ，６ｂ，７ａ，７ｂは、それぞれ繊維４，５先
端側に配置した集光レンズである。
８，９…ワークＷ表面からの両反射光を別々に
受光する第２光学繊維であり、その光軸は光軸
Ａ，Ｂと同軸に構成され、途中で繊維４，５から
分岐されている。
受光する第２光学繊維であり、その光軸は光軸
Ａ，Ｂと同軸に構成され、途中で繊維４，５から
分岐されている。
１０，１１…繊維８，９からの光を電気信号に
変換する光電変換器であり、復調器としての機能
を有する。なお繊維８、変換器１０で光軸Ａに対
する反射光の受光手段C1が、また繊維９、変換
器１１で光軸Ｂに対する反射光の受光手段C2が、
それぞれ構成されている。
変換する光電変換器であり、復調器としての機能
を有する。なお繊維８、変換器１０で光軸Ａに対
する反射光の受光手段C1が、また繊維９、変換
器１１で光軸Ｂに対する反射光の受光手段C2が、
それぞれ構成されている。
１２，１３…変換器１０，１１からの電気信号
のバンドパスフイルタであり、切換手段３と同期
する同調器としての機能を有する。
のバンドパスフイルタであり、切換手段３と同期
する同調器としての機能を有する。
１４，１５…フイルタ１２，１３の出力信号の
ACアンプである。
ACアンプである。
１６…アンプ１４，１５の出力値の加算する手
段（加算器）である。
段（加算器）である。
１７…加算器１６の出力の検波器であり、切換
手段３からの切換え同期信号が入力される。
手段３からの切換え同期信号が入力される。
さらにこの実施例の作用を述べる。
今、この実施例検出装置は、第１図のように繊
維４，５先端がワークＷの溶接線WL上方に下向
きに位置され、かつ両光軸Ａ，Ｂが溶接線WLに
対して直角方向にまたいで照射するべく配置され
ているものとする。
維４，５先端がワークＷの溶接線WL上方に下向
きに位置され、かつ両光軸Ａ，Ｂが溶接線WLに
対して直角方向にまたいで照射するべく配置され
ているものとする。
そこで光源１からレーザ光を発すると、手段２
によりそのレーザ光は２系統に分割され、さらに
は切換手段３によりその分割されたレーザ光は、
前記２系統を交互に通過する。するとレーザ光
は、繊維４，５を交互に通過し、レンズ６ａ，６
ｂ，７ａ，７ｂにより集光されて、ワークＷ表面
を交互に照射することになる。なおこの照射面を
仮りにSa，Sbと称することにするが、この照射
面Sa，Sbは一部重なるべくなされている。
によりそのレーザ光は２系統に分割され、さらに
は切換手段３によりその分割されたレーザ光は、
前記２系統を交互に通過する。するとレーザ光
は、繊維４，５を交互に通過し、レンズ６ａ，６
ｂ，７ａ，７ｂにより集光されて、ワークＷ表面
を交互に照射することになる。なおこの照射面を
仮りにSa，Sbと称することにするが、この照射
面Sa，Sbは一部重なるべくなされている。
そして各光軸Ａ，Ｂを経由したレーザ光のワー
クＷ表面からの反射光は、それぞれ同じ光軸Ａ，
Ｂを経由して繊維８，９を通過し、変換器１０，
１１により電気信号に変換され、さらにはフイル
タ１２，１３、アンプ１４，１５を経て加算器１
６に入力される。
クＷ表面からの反射光は、それぞれ同じ光軸Ａ，
Ｂを経由して繊維８，９を通過し、変換器１０，
１１により電気信号に変換され、さらにはフイル
タ１２，１３、アンプ１４，１５を経て加算器１
６に入力される。
そこで今、照射面Sa，Sbが第２図のように溶
接線WLよりも右に片寄つていたとすると、繊維
８，９を通過する反射光量の差は、照射面Sa，
Sbが溶接線WLから片寄つた距離ｄに比例する。
接線WLよりも右に片寄つていたとすると、繊維
８，９を通過する反射光量の差は、照射面Sa，
Sbが溶接線WLから片寄つた距離ｄに比例する。
まずこのことを証明するが、照射面Sa，Sbの
半径をＲ、照射面Sa，Sbの中心間距離を2D、開
先幅をｗ、照射面Saで照射される溶接線WLの長
さを2La、照射面Sbで照射される溶接線WLの長
さを2Lbと仮定する。すると 2La＝２√2−（−）2 2Lb＝２√2−（＋）2 開先部分からの反射光が弱いので、比例定数α
を用いて照射面Sa，Sbからの各反射光量Ha，
Hbを表わすと次のようになる。
半径をＲ、照射面Sa，Sbの中心間距離を2D、開
先幅をｗ、照射面Saで照射される溶接線WLの長
さを2La、照射面Sbで照射される溶接線WLの長
さを2Lbと仮定する。すると 2La＝２√2−（−）2 2Lb＝２√2−（＋）2 開先部分からの反射光が弱いので、比例定数α
を用いて照射面Sa，Sbからの各反射光量Ha，
Hbを表わすと次のようになる。
Ha＝Ｋ（１−α2w.La／πR2）
Hb＝Ｋ（１−α2w.Lb／πR2）
（ただし、Ｋは常数、α＜１）
従つて両反射光量の差は、
そこでｄが小さい範囲ならば、
となり、反射光量の差は、ｄに比例することにな
る。
る。
従つてアンプ１４からの出力は第３図イの破
線、アンプ１５からの出力は第３図イの実線のよ
うになる。さらには加算器１６からの出力は、第
３図ロのようになり、これを同期検波器１７によ
り検波すると、第３図ハのようにプラスの出力が
得られる。この出力値が前記溶接線WLから右に
片寄つた距離ｄに相当することになるので、その
後は図示しないが公知のサーボ制御装置により例
えばワークＷを右に移動させて、溶接線WLを両
照射面Sa，Sbの中央に位置させるべく制御すれ
ばよい。
線、アンプ１５からの出力は第３図イの実線のよ
うになる。さらには加算器１６からの出力は、第
３図ロのようになり、これを同期検波器１７によ
り検波すると、第３図ハのようにプラスの出力が
得られる。この出力値が前記溶接線WLから右に
片寄つた距離ｄに相当することになるので、その
後は図示しないが公知のサーボ制御装置により例
えばワークＷを右に移動させて、溶接線WLを両
照射面Sa，Sbの中央に位置させるべく制御すれ
ばよい。
また逆に照射面Sa，Sbが第４図のような状態、
すなわち照射面Sa，Sbが溶接線WLよりも左に
片寄つていたとすると、アンプ１４からの出力は
第５図イの破線、アンプ１５からの出力は第５図
イの実線ようになる。さらには加算器１６からの
出力は第５図ロのようになり、これを検波器１７
で検波すると、第５図ハのようにマイナスの出力
が得られる。この出力値が溶接線WLから左に片
寄つた距離に相当する。よつて前回同様公知のサ
ーボ制御装置により溶接線WLを両照射面Sa，
Sbの中央に位置させるべく制御すればよい。
すなわち照射面Sa，Sbが溶接線WLよりも左に
片寄つていたとすると、アンプ１４からの出力は
第５図イの破線、アンプ１５からの出力は第５図
イの実線ようになる。さらには加算器１６からの
出力は第５図ロのようになり、これを検波器１７
で検波すると、第５図ハのようにマイナスの出力
が得られる。この出力値が溶接線WLから左に片
寄つた距離に相当する。よつて前回同様公知のサ
ーボ制御装置により溶接線WLを両照射面Sa，
Sbの中央に位置させるべく制御すればよい。
以上のようにして溶接線WLの位置を検出する
ことができる。
ことができる。
この実施例では光源１にレーザを使用している
ので、その光を繊維４，５，８，９に通過させ易
く、しかも繊維８，９にはいる反射光のノイズも
少なくて済む。また検波器１７には切換手段３か
らの同期信号を入力して、その出力値がプラス、
マイナスの値として得られるようにしているが、
フイルタ１２，１３を通過するノイズをカツトす
る機能も含んでいるので、検波器１７の出力値は
信頼性が高い。
ので、その光を繊維４，５，８，９に通過させ易
く、しかも繊維８，９にはいる反射光のノイズも
少なくて済む。また検波器１７には切換手段３か
らの同期信号を入力して、その出力値がプラス、
マイナスの値として得られるようにしているが、
フイルタ１２，１３を通過するノイズをカツトす
る機能も含んでいるので、検波器１７の出力値は
信頼性が高い。
前述説明は実施例であり、例えば光源１は一般
的なランプであつてもよく、変調器、同調器は、
切換手段３、フイルタ１２，１３以外の種々の手
段を用いてもよい。また両光軸Ａ，Ｂは途中で交
差させても問題はなく、さらにはレンズ６ａ，６
ｂ，７ａ，７ｂを廃して、光学繊維４，５先端部
にレンズ効果をもたせるべくしてもよい。
的なランプであつてもよく、変調器、同調器は、
切換手段３、フイルタ１２，１３以外の種々の手
段を用いてもよい。また両光軸Ａ，Ｂは途中で交
差させても問題はなく、さらにはレンズ６ａ，６
ｂ，７ａ，７ｂを廃して、光学繊維４，５先端部
にレンズ効果をもたせるべくしてもよい。
さらにはまた例えば変換器１０，１１の前段に
公知の光学フイルタを設けて、反射光に含まれる
不要光を除くようにしてもよい。その他各構成の
均等物との置換もこの発明の技術範囲に含まれる
ことはもちろんである。
公知の光学フイルタを設けて、反射光に含まれる
不要光を除くようにしてもよい。その他各構成の
均等物との置換もこの発明の技術範囲に含まれる
ことはもちろんである。
この発明は前述したように、光源１からの光は
交互に第１光学繊維４，５を経由して開先部分を
照射するとともに、その反射光は第２光学繊維
８，９（その先端部は第１光学繊維４，５の先端
光軸と同軸）を経由して光電変換器１０，１１に
入射されるべくしたので、繊維４，５，８，９先
端部分を除くこの発明センサの大部分を自動溶接
ロボツトの溶接トーチから遠隔した個所に取付け
得る。その結果、溶接トーチ近辺には突起物がな
くなつて溶接し易く、しかも溶接熱やスパツタに
よる影響も受け難くなる。よつてこの発明センサ
を自動溶接ロボツトに実施して特に有効である。
交互に第１光学繊維４，５を経由して開先部分を
照射するとともに、その反射光は第２光学繊維
８，９（その先端部は第１光学繊維４，５の先端
光軸と同軸）を経由して光電変換器１０，１１に
入射されるべくしたので、繊維４，５，８，９先
端部分を除くこの発明センサの大部分を自動溶接
ロボツトの溶接トーチから遠隔した個所に取付け
得る。その結果、溶接トーチ近辺には突起物がな
くなつて溶接し易く、しかも溶接熱やスパツタに
よる影響も受け難くなる。よつてこの発明センサ
を自動溶接ロボツトに実施して特に有効である。
図はいずれもこの発明の一実施例を示し、第１
図は全体系統図、第２〜５図は作用説明図であ
る。 図において、Ｗ……ワーク、WL……開先溶接
線、１……光源、３……切換手段、Sa，Sb……
照射面、４，５……光学繊維、Ａ，Ｂ……光軸、
８，９……光学繊維、１０，１１……光電変換
器、C1，C2……受光手段、１２，１３……バン
ドパスフイルタ、１６……加算手段、である。
図は全体系統図、第２〜５図は作用説明図であ
る。 図において、Ｗ……ワーク、WL……開先溶接
線、１……光源、３……切換手段、Sa，Sb……
照射面、４，５……光学繊維、Ａ，Ｂ……光軸、
８，９……光学繊維、１０，１１……光電変換
器、C1，C2……受光手段、１２，１３……バン
ドパスフイルタ、１６……加算手段、である。
Claims (1)
- １ ２本の第１光学繊維を経由して交互に発光さ
れ、その各照射面の一部が重なるべくした２系統
の投光軸と、前記各照射面からの反射光を２本の
第２光学繊維を経由してそれぞれ別々に受光する
２つの受光手段と、この両受光手段の出力値を加
算する手段とを含み、前記２系統の投光軸は、ワ
ークの開先溶接線に対し、直交方向にまたいで照
射するべく配置され、しかも前記第２光学繊維は
その先端光軸を前記投光軸と同軸とし、前記加算
手段の出力値により前記開先溶接線の位置を検出
するべくしたセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2193280A JPS56119670A (en) | 1980-02-22 | 1980-02-22 | Position detecting sensor of groove weld line |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2193280A JPS56119670A (en) | 1980-02-22 | 1980-02-22 | Position detecting sensor of groove weld line |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56119670A JPS56119670A (en) | 1981-09-19 |
| JPS6350109B2 true JPS6350109B2 (ja) | 1988-10-06 |
Family
ID=12068818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2193280A Granted JPS56119670A (en) | 1980-02-22 | 1980-02-22 | Position detecting sensor of groove weld line |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56119670A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57199249A (en) * | 1981-06-01 | 1982-12-07 | Matsushita Electronics Corp | Semiconductor device |
| JPH0834289B2 (ja) * | 1988-11-21 | 1996-03-29 | 日本電気株式会社 | 半導体装置 |
| KR100797239B1 (ko) * | 2005-12-23 | 2008-01-23 | 주식회사 포스코 | 강판의 용접부 온라인 검출장치 및 방법 |
| CN102780845A (zh) * | 2012-06-14 | 2012-11-14 | 清华大学 | 一种光源交替频闪同步摄像方法及视觉检测系统 |
-
1980
- 1980-02-22 JP JP2193280A patent/JPS56119670A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56119670A (en) | 1981-09-19 |
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