JPH01109058A - 非接触ならい制御装置 - Google Patents
非接触ならい制御装置Info
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- JPH01109058A JPH01109058A JP26735687A JP26735687A JPH01109058A JP H01109058 A JPH01109058 A JP H01109058A JP 26735687 A JP26735687 A JP 26735687A JP 26735687 A JP26735687 A JP 26735687A JP H01109058 A JPH01109058 A JP H01109058A
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- laser
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はレーザ光を使用して、モデルを非接触状態でな
らってワークを加工する非接触ならい制御装置に関し、
特にレーザ距離測定装器の回転角を制御するようにした
非接触ならい制御装置に関する。
らってワークを加工する非接触ならい制御装置に関し、
特にレーザ距離測定装器の回転角を制御するようにした
非接触ならい制御装置に関する。
従来、ならい加工はモデルをトレーサヘッドに設けられ
たスタイラスで接触させてならい、トレーサヘッドから
の信号によって、機械のテーブル等を移動させて、ワー
クを加工するならい制御方式が広く使用されている。
たスタイラスで接触させてならい、トレーサヘッドから
の信号によって、機械のテーブル等を移動させて、ワー
クを加工するならい制御方式が広く使用されている。
一方、レーザ距離測定器のような、レーザ光を使用して
、非接触で距離を測定することが簡単に可能になり、従
来のトレーサヘッドの替わりにし−ザ距離測定器を使用
したならい制御装置が実現可能になってきた。
、非接触で距離を測定することが簡単に可能になり、従
来のトレーサヘッドの替わりにし−ザ距離測定器を使用
したならい制御装置が実現可能になってきた。
この測定原理はレーザ光軸上の測定範囲にある物体上の
反射光を光軸に対して、所定の角度の開口部を持つ受光
部内のポジションセンサ上に像を結ばせ、ポジションセ
ンサの出力電流により基準位置からの光像までの距離を
演算する方式である。
反射光を光軸に対して、所定の角度の開口部を持つ受光
部内のポジションセンサ上に像を結ばせ、ポジションセ
ンサの出力電流により基準位置からの光像までの距離を
演算する方式である。
第５図にレーザ距離測定器の測定原理を示す。
図において、３はレーザ距離測定器であり、１１はレー
ザ駆動回路であり、１２は半導体レーザ発振器であり、
レーザ光を発振出力する。１３はレーザ光を絞るための
投光レンズである。１０ａはモデルの位置であり、１０
ａが基準点であり、ｌＯｂが基準点より上であり、１０
ｃが基準点より下である。１５は受光レンズであり、レ
ーザ光の反射光を受光して、集光する。集光されたレー
ザ光はポジションセンサ１６に投光される。ポジション
センサ１６はレーザ光の投光される位置を電気信号に変
換する素子であり、図のように被測定物が基準点にある
ときは、その中心にレーザ光があたり、被測定物が上に
あるときは光位置検出素子１６の右下方向へ移動し、逆
の場合は左上方向に移動し、これを電気信号として出力
して、アンプ１７ａ及び１７ｂで増幅し、変換回路１８
で距離に比例した出力信号Ｅｌとして出力する。
ザ駆動回路であり、１２は半導体レーザ発振器であり、
レーザ光を発振出力する。１３はレーザ光を絞るための
投光レンズである。１０ａはモデルの位置であり、１０
ａが基準点であり、ｌＯｂが基準点より上であり、１０
ｃが基準点より下である。１５は受光レンズであり、レ
ーザ光の反射光を受光して、集光する。集光されたレー
ザ光はポジションセンサ１６に投光される。ポジション
センサ１６はレーザ光の投光される位置を電気信号に変
換する素子であり、図のように被測定物が基準点にある
ときは、その中心にレーザ光があたり、被測定物が上に
あるときは光位置検出素子１６の右下方向へ移動し、逆
の場合は左上方向に移動し、これを電気信号として出力
して、アンプ１７ａ及び１７ｂで増幅し、変換回路１８
で距離に比例した出力信号Ｅｌとして出力する。
このレーザ距離測定器３をトレーサヘッドとして使用し
、Ｘ、Ｙ軸は数値指令によって、連続制御し、Ｚ軸をレ
ーザ距離測定器３からの距離信号によって、Ｚ軸の変位
量とし、この変位量が０になるようにモデル表面に対す
る追跡制御を行う。
、Ｘ、Ｙ軸は数値指令によって、連続制御し、Ｚ軸をレ
ーザ距離測定器３からの距離信号によって、Ｚ軸の変位
量とし、この変位量が０になるようにモデル表面に対す
る追跡制御を行う。
しかし、レーザ距離測定器では検出精度を上げるために
は、レーザ光軸と反射光の受光軸とのなす角度をある程
度大きくしなければならず、そのため測定ヘッドの受光
部が張り出し、ならい制御装置のトレーサヘッドとして
使用した場合、レーザ距離測定器とモデルとの干渉が生
じる。
は、レーザ光軸と反射光の受光軸とのなす角度をある程
度大きくしなければならず、そのため測定ヘッドの受光
部が張り出し、ならい制御装置のトレーサヘッドとして
使用した場合、レーザ距離測定器とモデルとの干渉が生
じる。
またモデル面の傾斜が急になるか、あるいはモデル面の
向く方向、すなわち法線方向がレーザ光軸と受光軸で構
成される面と不一致な場合、レーザ距離測定器の受光部
に入射する光量が減少し、測定精度が低下し、使用でき
るモデルの形状は限定されたものになる。
向く方向、すなわち法線方向がレーザ光軸と受光軸で構
成される面と不一致な場合、レーザ距離測定器の受光部
に入射する光量が減少し、測定精度が低下し、使用でき
るモデルの形状は限定されたものになる。
本発明の目的は上記問題点を解決し、レーザ距離測定器
の回転角を制御するようにした非接触ならい制御装置を
提供することにある。
の回転角を制御するようにした非接触ならい制御装置を
提供することにある。
本発明では上記の問題点を解決するために、モデルを非
接触状態でならってワークを加工する非接触ならい制御
装置において、 Ｚ軸のモデルからの距離を測定するレーザ距離測定器と
、 前記レーザ距離測定器で受光部に入射するモデル表面か
らのレーザ反射光量を測定する測定手段と、 前記レーザ反射光量が最大になるように前記レーザ距離
測定器の回転角を制御する回転角制御手段と、 Ｚ軸を前記レーザ距離測定器で測定した前記モデルまで
の距離に従ってならい動作を実行するならい制御手段゛
と、 を有することを特徴とする非接触ならい制御装置が、 提供される。
接触状態でならってワークを加工する非接触ならい制御
装置において、 Ｚ軸のモデルからの距離を測定するレーザ距離測定器と
、 前記レーザ距離測定器で受光部に入射するモデル表面か
らのレーザ反射光量を測定する測定手段と、 前記レーザ反射光量が最大になるように前記レーザ距離
測定器の回転角を制御する回転角制御手段と、 Ｚ軸を前記レーザ距離測定器で測定した前記モデルまで
の距離に従ってならい動作を実行するならい制御手段゛
と、 を有することを特徴とする非接触ならい制御装置が、 提供される。
レーザ距離測定器からの光ｉｔを測定して、この受光量
が常に最大になるように、レーザ距離測定器の回転角を
制御する。
が常に最大になるように、レーザ距離測定器の回転角を
制御する。
従って、レーザ距離測定器の方向はモデル表面の法線方
向に向き、レーザ距離測定器への光量に対するモデルの
形状による影響は最小限になる。
向に向き、レーザ距離測定器への光量に対するモデルの
形状による影響は最小限になる。
また、レーザ距離測定器がモデル表面の法線方向を向く
ために、モデルとの干渉を防止することができる。
ために、モデルとの干渉を防止することができる。
以下、本発明の一実施例を図面の簡単な説明する。
第３図にモデルとレーザ距離測定器の相対的な関係を示
す。図において、ＩＯはモデルであり、３はレーザ距離
測定器であり、レーザ光軸３ａと受光軸３ｂが作る平面
が、モデルｌＯの表面１０ｄの法線方向になることによ
り、受光量を最大にし、モデル１０とレーザ距離測定器
３との干渉を防止する。
す。図において、ＩＯはモデルであり、３はレーザ距離
測定器であり、レーザ光軸３ａと受光軸３ｂが作る平面
が、モデルｌＯの表面１０ｄの法線方向になることによ
り、受光量を最大にし、モデル１０とレーザ距離測定器
３との干渉を防止する。
第４図に本発明を実施するためのレーザ距離測定器３の
回転動作を示す。図では、トレーサヘッドに回転可能に
設けられたレーザ距離測定器３の回転の状態を示してい
る。ここでは、レーザ距離測定器３はモデル１０の左か
らモデル１０にアプローチして、Ｚ軸のならいを行い、
右方向に逃げるものとする。図に示すように、レーザ距
離測定器３は常に進行と同時に回転して、モデル１０の
表面の法線方向に向くように制御されている。これによ
って、モデル１０とレーザ距離測定器３との干渉を防止
し、また距離の測定精度を向上させる。
回転動作を示す。図では、トレーサヘッドに回転可能に
設けられたレーザ距離測定器３の回転の状態を示してい
る。ここでは、レーザ距離測定器３はモデル１０の左か
らモデル１０にアプローチして、Ｚ軸のならいを行い、
右方向に逃げるものとする。図に示すように、レーザ距
離測定器３は常に進行と同時に回転して、モデル１０の
表面の法線方向に向くように制御されている。これによ
って、モデル１０とレーザ距離測定器３との干渉を防止
し、また距離の測定精度を向上させる。
第１図に本発明の一実施例の非接触ならい制御装置の構
成図を示す６図において、ｌはならい制御装置であり、
マイクロコンピュータ構成になっており、マイクロプロ
セッサ、制御プログラムの格納されたＲＯＭ、各種のデ
ータを記憶するＲＡＭ、外部とのインターフェイス回路
等から構成されている。２はトレーサヘッドであり、先
端にレーザ距離測定器３が設けられており、これによっ
てモデル１０との距離を測定して、ならい動作を実行す
る。３ａはレーザ光のレーザ光軸、３ｂは受光軸である
。４は回転角制御回路であり、レーザ距離測定器３から
レーザ受光量の信号を受け、この受光量が最大になるよ
うに、θ軸モータ６を制御して、レーザ距離測定器、３
を回転させる。
成図を示す６図において、ｌはならい制御装置であり、
マイクロコンピュータ構成になっており、マイクロプロ
セッサ、制御プログラムの格納されたＲＯＭ、各種のデ
ータを記憶するＲＡＭ、外部とのインターフェイス回路
等から構成されている。２はトレーサヘッドであり、先
端にレーザ距離測定器３が設けられており、これによっ
てモデル１０との距離を測定して、ならい動作を実行す
る。３ａはレーザ光のレーザ光軸、３ｂは受光軸である
。４は回転角制御回路であり、レーザ距離測定器３から
レーザ受光量の信号を受け、この受光量が最大になるよ
うに、θ軸モータ６を制御して、レーザ距離測定器、３
を回転させる。
８ｚはトレーサヘッド２等を上下運動させるためのＺ軸
モータである。８ｘはテーブル２ｏを移動させるＸ軸モ
ータであり、ならい制御装置１によって制御される。
モータである。８ｘはテーブル２ｏを移動させるＸ軸モ
ータであり、ならい制御装置１によって制御される。
第２図に本発明の一実施例の非接触ならい制御装置のブ
ロック図を示す。図において、ｌａはならい制御回路で
あり、第１図のならい制御装置からサーボアンプを除い
たものである。２はトレーサヘッドであり、トレーサヘ
ッド２にはレーザ距離測定器３、回転角制御回路４、θ
軸アンプ５及びθ軸モータ６が設けられている。
ロック図を示す。図において、ｌａはならい制御回路で
あり、第１図のならい制御装置からサーボアンプを除い
たものである。２はトレーサヘッドであり、トレーサヘ
ッド２にはレーザ距離測定器３、回転角制御回路４、θ
軸アンプ５及びθ軸モータ６が設けられている。
レーザ距離測定器３はレーザ光を出力し、受光角度によ
って、これからレーザ距離測定器３とモデルｌＯとの距
離に相当するアナログ電圧Ｅｌをならい制御回路１ａに
送る。ならい制御回路１ａはこのアナログ電圧Ｅ２をデ
ィジタル値に変換し、これからレーザ距離測定器３とモ
デル１０との距離を計算して、ならい加工を実行する。
って、これからレーザ距離測定器３とモデルｌＯとの距
離に相当するアナログ電圧Ｅｌをならい制御回路１ａに
送る。ならい制御回路１ａはこのアナログ電圧Ｅ２をデ
ィジタル値に変換し、これからレーザ距離測定器３とモ
デル１０との距離を計算して、ならい加工を実行する。
さらに、レーザ距離測定器３は受光量を測定して回転角
制御回路４に受光量信号Ｌｒを出力する。
制御回路４に受光量信号Ｌｒを出力する。
回転角制御回路４は、この受光量信号Ｌｒが最大になる
ように、レーザ距離測定器３を回転制御するための信号
を出力する。回転角制御回路４の制御はならい回路１ａ
の管理の下に制御が行われる。
ように、レーザ距離測定器３を回転制御するための信号
を出力する。回転角制御回路４の制御はならい回路１ａ
の管理の下に制御が行われる。
すなわち、回転角制御回路４はならい制御回路１ａにθ
軸モータ６の回転角度情報を送り、ならい制御回路１ａ
から、回転角度指令を受けて、θ軸モータ６の回転制御
信号を出力する。θ軸アンプはこの回転制御信号を受け
て、θ軸モータ６の回転制御を行い、レーザ距離測定器
３がモータ１゜の表面の法線方向を向くように制御する
。
軸モータ６の回転角度情報を送り、ならい制御回路１ａ
から、回転角度指令を受けて、θ軸モータ６の回転制御
信号を出力する。θ軸アンプはこの回転制御信号を受け
て、θ軸モータ６の回転制御を行い、レーザ距離測定器
３がモータ１゜の表面の法線方向を向くように制御する
。
７ｘ、７ｙ、７ｚはそれぞれ各軸のサーボアンプ、８ｘ
、８ｙ、８２はそれぞれ各軸のサーボモータ、９ｘ、９
ｙ、９ｚはそれぞれ各軸の位置検出器である。
、８ｙ、８２はそれぞれ各軸のサーボモータ、９ｘ、９
ｙ、９ｚはそれぞれ各軸の位置検出器である。
以上説明したように本発明では、レーザ距離測定器をモ
デル表面に対する法線方向に向くように制御しているの
で、レーザ距離測定器とモデルとの干渉を防止し、レー
ザ距離測定器の距離測定の精度を向上させ、特殊な形状
のモデルもならうことができる。
デル表面に対する法線方向に向くように制御しているの
で、レーザ距離測定器とモデルとの干渉を防止し、レー
ザ距離測定器の距離測定の精度を向上させ、特殊な形状
のモデルもならうことができる。
第１図は本発明の一実施例の非接触ならい制御装置の構
成図、 第２図は本発明の一実施例の非接触ならい制御装置のブ
ロック図、 第３図はモデルとレーザ距離測定器の相対的な関係を示
す図、 第４図は本発明を実施するためのレーザ距離測定器の回
転動作を示す図、 第５図はレーザ距離測定器の詳細図である。 ｌ−・−・−−−−一・−・・ならい制御装置ｌａ−・
・・−−−一−−ならい制御回路２・−−−−−−・−
・−・トレーサヘッド３−・・−・−・・−・−レーザ
距離測定器３ａ・・−・・・−・−・レーザ光軸 ３ｂ、・・−・−−−−−−一受光軸 ４・・−・・−・−−一−−回転角制御回路５・−・−
・・−・−θ軸アンプ ６・・・−・−・−−−−−−−−θ軸モータ８ｘ−・
・〜・・−Ｘ軸モータ ８ｙ・−・−・−Ｙ軸モータ ８ｚ−・−・・・・−・Ｚ軸モータ １０−・−・−・・・−・・−モデル 特許出願人 ファナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖 第１図 第２図
成図、 第２図は本発明の一実施例の非接触ならい制御装置のブ
ロック図、 第３図はモデルとレーザ距離測定器の相対的な関係を示
す図、 第４図は本発明を実施するためのレーザ距離測定器の回
転動作を示す図、 第５図はレーザ距離測定器の詳細図である。 ｌ−・−・−−−−一・−・・ならい制御装置ｌａ−・
・・−−−一−−ならい制御回路２・−−−−−−・−
・−・トレーサヘッド３−・・−・−・・−・−レーザ
距離測定器３ａ・・−・・・−・−・レーザ光軸 ３ｂ、・・−・−−−−−−一受光軸 ４・・−・・−・−−一−−回転角制御回路５・−・−
・・−・−θ軸アンプ ６・・・−・−・−−−−−−−−θ軸モータ８ｘ−・
・〜・・−Ｘ軸モータ ８ｙ・−・−・−Ｙ軸モータ ８ｚ−・−・・・・−・Ｚ軸モータ １０−・−・−・・・−・・−モデル 特許出願人 ファナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖 第１図 第２図
Claims (1)
- （１）モデルを非接触状態でならってワークを加工する
非接触ならい制御装置において、 Ｚ軸のモデルからの距離を測定するレーザ距離測定器と
、 前記レーザ距離測定器で受光部に入射するモデル表面か
らのレーザ反射光量を測定する測定手段と、 前記レーザ反射光量が最大になるように前記レーザ距離
測定器の回転角を制御する回転角制御手段と、 Ｚ軸を前記レーザ距離測定器で測定した前記モデルまで
の距離に従ってならい動作を実行するならい制御手段と
、 を有することを特徴とする非接触ならい制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62267356A JP2594578B2 (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 非接触ならい制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62267356A JP2594578B2 (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 非接触ならい制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01109058A true JPH01109058A (ja) | 1989-04-26 |
| JP2594578B2 JP2594578B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=17443682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62267356A Expired - Lifetime JP2594578B2 (ja) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | 非接触ならい制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2594578B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991001849A1 (fr) * | 1989-07-27 | 1991-02-21 | Fanuc Ltd | Unite de commande de profils sans contact |
| WO1991004833A1 (fr) * | 1989-10-04 | 1991-04-18 | Fanuc Ltd | Dispositif de commande de profil sans contact |
| WO1992001534A1 (fr) * | 1990-07-25 | 1992-02-06 | Fanuc Ltd | Dispositif de commande de copie sans contact |
| WO1992004157A1 (fr) * | 1990-09-07 | 1992-03-19 | Fanuc Ltd | Dispositif de commande de copiage sans contact |
| WO1992013677A1 (en) * | 1991-02-06 | 1992-08-20 | Fanuc Ltd | Device for controlling non-contact digitizing |
| WO1993002832A1 (fr) * | 1991-07-26 | 1993-02-18 | Fanuc Ltd | Procede de commande de reproduction sans contact |
| JP2011112384A (ja) * | 2009-11-24 | 2011-06-09 | Sumco Corp | 半導体ウェーハの形状測定方法およびそれに用いる形状測定装置 |
| WO2014041990A1 (ja) * | 2012-09-11 | 2014-03-20 | シャープ株式会社 | 膜厚測定装置および膜厚測定方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102044851B1 (ko) * | 2018-06-29 | 2019-11-13 | 대한민국(농촌진흥청장) | 유두인식장치가 부착된 착유컵 그립퍼 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS5221234A (en) * | 1975-08-12 | 1977-02-17 | Yoshitomi Pharmaceutical | Antirust agent |
| JPS6038603A (ja) * | 1983-08-10 | 1985-02-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 空間座標測定装置 |
-
1987
- 1987-10-23 JP JP62267356A patent/JP2594578B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US5345687A (en) * | 1990-07-25 | 1994-09-13 | Fanuc, Ltd. | Noncontact tracing control device |
| JPH04115854A (ja) * | 1990-09-07 | 1992-04-16 | Fanuc Ltd | 非接触ならい制御装置 |
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| US5343402A (en) * | 1991-02-06 | 1994-08-30 | Fanuc Ltd. | Non-contact digitizing control unit |
| WO1993002832A1 (fr) * | 1991-07-26 | 1993-02-18 | Fanuc Ltd | Procede de commande de reproduction sans contact |
| US5426356A (en) * | 1991-07-26 | 1995-06-20 | Fanuc Ltd. | Non-contact profile control method |
| JP2011112384A (ja) * | 2009-11-24 | 2011-06-09 | Sumco Corp | 半導体ウェーハの形状測定方法およびそれに用いる形状測定装置 |
| WO2014041990A1 (ja) * | 2012-09-11 | 2014-03-20 | シャープ株式会社 | 膜厚測定装置および膜厚測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2594578B2 (ja) | 1997-03-26 |
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