JPH0146279B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、作業用ロボツトにおいて、作業対象
物とロボツトとの関係位置を計測する計測ヘツド
に関するものであつて、特に作業対象物の表面が
平面あるいは緩い曲面で構成されている場合、例
えば厚板の溶接等で有効に使用できる。

アーク溶接ロボツトで、溶接線に沿うて、溶接
を進める場合の従来の例を第１〜第３図に示す。
図においてG₁，G₂は被溶接物（G₁，G₂を区別す
る必要のないときは単にＧとかく）その表面を
J₁，J₂（J₁J₂の区別の必要のなときは単にＪとか
く）、Ｔは溶接トーチ、Ｗは溶接すべき線状部
（以下溶接線と称する）である。

第１図は溶接トーチＴの両側にとりつけた磁気
センサS₁、S₂によつてＴとG₁，G₂との関係位置
を検出し、溶接トーチを正しい溶接作業位置に保
つものである。

第２図イは光ビーム投光器Ｌから光ビームL′を
被測定物表面に投射し、その方向を左右に振つた
とき生ずる輝線をイメージカメラＩで捉え、その
画像を処理して溶接線Ｗを検出して、作業を進め
るものである。図ロにこの時得られる画像を示
す。この場合、測定点と溶接点の距離D_Tは、溶
接アーク光の妨害防止のために、約10cm程度以上
を要し、Ｔを正しい位置に保つ上で好ましくな
い。

第３図は、溶接トーチＴを左右に一定角だけ振
り動かして、溶接を進めるが、この場合の左・右
におけるアーク電流が等しくなるようにトーチ位
置を制御しながら、溶接線Ｗに沿つて作業を進め
るようにしたものである。図イはトーチの位置制
御が行なわれないときの状態図、ロは制御実行後
の状態図である。

上記の第１図、第３図の場合は溶接作業時、溶
接トーチＴを正しい作業位置においてからの制御
であり、完全自動化には適しない。第２図の場合
はＴと測定点との距離が大きくなり精度がおちる
のが欠点である。

本発明は比較的簡単な構成で物体の表面の計測
ができるようにし、溶接の全自動化を可能にする
ものである。以下これについて説明する。

第４図に本発明のロボツト用計測ヘツドの全体
的構成を示す。図においてＭは計測ヘツドで、そ
れに固定の軸ξ、η、ζのまわりに回転され、か
つ空間軸ｘ、ｙ、ｚに関して平行移動される。し
たがつてＭは平行移動と回転により空間内で任意
の位置で任意の姿勢をもつことができる。また、
Ｍの片側には図のようにそれぞれ投光器Ｌ、受光
器Ｒがξ軸上で一定距離ｄをへだてて取付けら
れ、その側で、ξζ面を含む方向をＭの正面方向
と称し、この正面方向は、軸ξのまわりのＭの回
転によつて±に振ることができる。

投光器Ｌは例えばレーザビームのような細いビ
ームｆ（ｔ）を発射する。ｆ（ｔ）は必ずξζ面内
にあり、ξ軸とのなす角θ_Lを数ステツプに変える
ことができる。このθ_Lの値をθ⁽ⁱ⁾ _L、ｉ＝１、２、…
で表わす。ｆ（ｔ）を被測定物体の表面Ｊに投射
すれば、投射点は明るい点、すなわち輝点とな
り、一般に表面Ｊから乱反射される。

受光器Ｒは第５図に示すように、レンズ〓と点
状受光素子Ｂとからなり、〓の中心はO_Rに一致
し、O_RとＢを結ぶ線の方向、すなわち受光器Ｒ
の視線は必ずξζ面内にあり、その方向はξ軸と
BO_Rとのなす角で示し、また、視線はその中心方
向θ_Rの両側に、すなわちθ_R±φに変動させるもの
とする。視線方向を変えるためには、受光器Ｒ全
体をO_Rを中心に±φだけ振つてもよいが、Ｒ全
体が重いので、軽量で小さい受光素子Ｂのみを〓
の軸の両側に±φに相等するだけ振つてもよい。
受光器は物体表面の輝点A_iの像を〓によつてＢに
結ぶようにされている。このため距離O_RＢは〓
とA_iとの距離l_Riに応じて調整されるべきである
が、この調整が多小不充分な場合は、Ｂの位置に
おけるA_iの像がぼけて大きく結像されるので、A_i
の位置が一定で、視線方向を振り動かすと、受光
素子Ｂより生ずる電気出力ｅは、φの変動に対し
て例えば第６図のようになるので、ｅを一定レベ
ルでスライスした時の中心値φ（t₀）を用いれば、
ほぼ正確に輝点位置を捉えることができる。θ_Rは
受光器の視線方向をθ_R＋φ（ｔ）で変化したとき、
必ずA_iが捕捉できるような値にとつておく。これ
は計測ヘツドＭと被測定物とのおおよその距離か
ら、十分な安全度を見込んできめればよい。

また光ビームｆ（ｔ）はその波長アーク光スペ
クトルで小さいエネルギの波長にとり、かつ、ア
ーク光の変動に含まれない適当な波で変調してお
く。このようにすると、受光器Ｒの出力中の変調
波の有無によつて信号と雑音の弁別を行なうよう
にして、アーク光の妨害を軽減することができ
る。

物体表面の測定においては、計測ヘツドＭの正
面方向を、Ｍをξ軸のまわりに往復回転させるこ
とによつて、±_Lの範囲に振る。この方向を時間
ｔの関数（ｔ）で表わす。（ｔ）の変化速度を
緩やかにしておけば、輝点A_iは物体の表面を緩や
かに移動する。この時θ_L＝π／２にしておけば輝点 の移動軌跡は、光の平面で被測定物体を切つた時
の断面形状を示すことになる。輝点は被測定物体
表面Ｊの凹凸に応じて上下する。

次に、受光器Ｒの視線の方向を十分広くとつ
て、O_RA_iの方向が常にθ_R±φの中に含まれるよ
うにし、受光器Ｒの視線の方向角をφ（ｔ）なる
時間の関数とし、（ｔ）に比して遥に速い速さ
で周期的に変化するようにする。

このようにすればφ（ｔ）の１周期毎に、受光
器の視線は必ず１回以上（φ（ｔ）が往復振動の
時は２回、φ（ｔ）が一方向変化の時は１回）、輝
線を通ることになり、視線と輝線の交わる時に受
光器Ｒの受光素子Ｂから電気出力が得られる。こ
の電気信号を時間信号に用いてφ（ｔ）、（ｔ）
を求めることができる。

θ_L＝π／２の時、φ（ｔ）が求められると、 l_Li＝dtan｛θ_R＋φ（ｔ）｝、 l_Ri＝ｄ／cos｛θ_R＋φ（ｔ）｝ …(1) 第４図の輝点A_iより、（ｔ）＝０の光ビームO_L
A_Mに下した垂線をA_iQ_iとし、A_iQ_i＝g_i、O_LQ_i＝p_i
とすれば、 g_i＝dsin（ｔ）tan｛θ_R＋φ（ｔ）｝、 p_i＝dcos（ｔ）tan｛θ_R＋φ（ｔ）｝ ……(2) 一般に、任意のθ_Liに対しては l_Li＝A_iO_L＝dtan｛θ_R＋φ（ｔ）｝／cosθ_Li〔tanθ_Li
＋tan｛θ_R＋φ（ｔ）｝〕 ……(3) l_Ri＝ A_iO_R＝
dtanθ_Li／cos｛θ_R＋φ（ｔ）｝〔tanθ_Li＋tan｛θ_R
＋φ（ｔ）｝〕 …(4) h_i＝A_iH_i＝dtanθ_Litan｛θ_R＋φ（ｔ）｝／tanθ_Li＋t
an｛θ_R＋φ（ｔ）｝…(5) ξ_i＝H_iO_L＝dtan｛θ_R＋φ（ｔ）｝／tanθ_Li＋tan｛θ
_R＋φ（ｔ）｝…(6) ξ軸のまわりに計測ヘツドＭを回転させて輝点
A_iを移動させたときの輝線の形は、θ_L＝π／２の場 合は物体を平面できつた場合の断面の形を示す
が、θ⁽ⁱ⁾ _L≠π／２の場合は物体を円錐面で切断し
た場合の断面形状を示す曲線になるので、複雑と
なる。したがつて、断面の形状を知るためには主
としてθ_L＝π／２として測定を行ない、θ⁽ⁱ⁾ _L≠π／
２で測定を行なうのは、制御に必要な情報をうる
ためにのみ用い、それに必要な諸量は式(3)〜(6)に
より算出される。

φ（ｔ）の変化の周期は（ｔ）のそれに比して
遥に短いので、輝線上にはA₁、A₂、…A_o、のよ
うに多数の視線と輝線の交線が求められるので、
物体の１つの断面の形状が求められることにな
る。

計測ヘツドＭを例えばξ軸方向に移動しなが
ら、上記測定を行なつてゆけば被測定物体の表面
Ｊの形状が決定される。

上述の計測ヘツドを用いて平面を測定する場合
について述べる。まづθ⁽ⁱ⁾ _L＝π／２として計測ヘツド を平面に対向させると、平面J₁上に生ずる軌跡は
明らかに直線となり第７図のA₁A_MA₂のようにな
る。θ_Lをかえてθ⁽²⁾ _L＜π／２とすると、光ビーム
のつくる面は円錐となり、この円錐面と平面J₁と
の交線は２次曲線であつて、楕円または双曲線と
なる。この様子を第７図に示した。

計測ヘツドのζ軸⊥Ｊ平面の場合は、次の２条
件が成立つ。

l_L1＝l_L2、h_M＝h′_M ……(7) 計測ヘツドのη軸‖Ｊ平面の場合は l_L1＝l_L2 ……(8) 計測ヘツドのξ軸‖Ｊ平面の場合は h_M＝h′_M ……(9) 上の関係を用いると物体の表面が平面で構成さ
れている場合、その表面の平面と平面との交線Ｗ
を検出し、かつその面交叉が∨形か∧形かを識別
することが可能である。次にその大略について述
べる。

今、計測ヘツドを平面J₁に正対させた状態（ζ
軸⊥Ｊ平面）を保つて進行してゆき、J₁と平面J₂
との交線Ｗにさしかかつたとすると、第８図イま
たはロの状態になるので、式(7)の条件が成立しな
くなる。交線Ｗ‖η軸なる場合は図イのようにな
り、h_M≠h′_M、l_L1＝l_L2、また交線Ｗがη軸に平行
でない場合は、図ロのようになりh_M＝h′_M、l_L1≠
l_L2となり、さらに計測ヘツドが進行すると、h_M
≠h′_M、l_L1≠l_L2となる。

図イの場合h_M＞h′_Mならば∧形面交叉（h_Mが増
加する） h_M＜h′_Mならば∨形面交叉（h_Mが減少
する） 図ロの場合l_L1＞l_L2ならば∧形面交叉（l_L1が増加
する） l_L1＜l_L2ならば∨形面交叉（l_L1が減少
する） 溶接線が∨形面交叉とすれば上述の識別法で∨
形面交叉のところで次の方法によつて、計測ヘツ
ドを第９図に示すように溶接線W₀に正対位置
（J₁J₂の２等分面上で、W₀に正対し、W₀との距
離を所定の値h_sとする）をとつて溶接作業を開始
する。

計測ヘツドをさらに移動し（ｔ）＝０なる光ビ
ーム（この光ビームはζ軸方向と一致する）が
W₀に輝点を生じた位置で計測ヘツドの移動を止
める。この位置は第９図のh_Mの値が一定値から
外れることで検知される。ここでθ_Lをθ′_Lに変え、
計測ヘツドζ軸のまわりに回転して、h′_Mが一定
値からそれる点を検出することによつて、図の
A_MA′_MをW₀に一致させる。

次に第１０図に示すように、計測ヘツドをξ軸
のまわりに回転して、面J₂に正対させる。図で
は、この時の記号として輝点A_iに対してサフイツ
クスJ₂をつけて示した。この時の回転角は明らか
に面J₁と面J₂のなす角Φに等しい。O_Lを角
J₁W₀J₂の２等分面上にのせるには、図に示すよ
うにO_LをO_LA_MtanΦ／２だけ左へ平行移動してO_L1 へうつし、ξ軸のまわりの回転により、計測ヘツ
ドを溶接線W₀に正対させる（第１０図のO_LA_MJ2
方向に対してΦ／２だけJ₁側へ回転すればζ軸は
W₀に直交しO_L1A_Mに一致する）。次にO_L1をO_L2に
うつしてO_L2A_Mを溶接作業に適する値h_sとする。

以上の処置によつて計測ヘツドが溶接作業状態
の姿勢になるから、溶接トーチも当然溶接作業位
置を占める。

溶接作業中における計測ヘツドの制御は、次の
簡単なチエツクを行えばよい。

(i) θ_L＝π／２に対してl_L1＝l_L2、h_M＝h_s（h_rは所定
の 値）極大値 (ii) θ′_L＜π／２に対してl_L1＝l_L2、h_M＝h_sで極大
値 上の(i)、(ii)の条件はO_Lが２面J₁、J₂のなす角の
２等分面上にあり、かつ溶接線からの距離が所定
の値h_sになつており、ξ軸‖W₀になつているこ
とを示すものである。

溶接アーク光（雑音光）による妨害を軽減する
こと、および測定回路について説明する。溶接ア
ークは強い光を発し、その光が測定に用いる光ビ
ーム（信号光）の入射点に入り、両者の重畳され
た光が受光器Ｒに入るので受光素子Ｂの電気出力
には当然大きな雑音が含まれてくる。この信号と
雑音の分離を容易にするためには、信号光の波長
として溶接アーク光のスペクトルに含まれぬもの
を用い、アーク光を遮蔽するための遮蔽板を用い
る。あるいは光フイルタを用いて雑音光を除く等
の工夫をすることは当然のことであるが、光ビー
ムｆ（ｔ）を、雑音光に含まれていない波で変調
すると、受光器出力にこの変調成分が有るか無い
かによつて、受光器の視線が、輝点を捕捉した
か、どうかを識別することができる。

測定回路の例を第１１図に示した。図におい
て、LIT.S.Dは投光器Ｌから変調された光ビーム
を発射させるための電気信号を発生する発振器、
この出力は増巾器AMP.1で増巾されて後投光器
Ｌに入り、光ビームｆ（ｔ）を発射させる。一方
LIT.S.Dの出力は標準電圧発生回路STAND.Vに
入り、一定の標準電圧を発生し、この電圧は比測
定器RATIOに入る。光ビームｆ（ｔ）は被測定
物体の表面Ｊで反射されて受光器Ｒの受光素子Ｂ
に入り、受光素子の出力は増巾器AMP.2で増巾
された後、変調波と同じ成分だけを通すフイルタ
BPFを通り、さらに、変調周波数を検出し、そ
れを出力する回路F.S.Dを通つた後、比測定器
RATIOに入つて、標準電圧発生回路STND.Vの
出力との比が求められ、この比の値をDIFTS回
路に入れるとこの値と一定の水準値との差が求め
られ、この比の値が水準値により大きい時は、差
をとる回路DIFTSよりパルス信号が出力され、
この信号をθ_R(t)、（ｔ）、θ⁽ⁱ⁾ _L（ｔ）のアナログ
値
をサンプリングするための時間信号として用い
る。前記の比の値により小さい時は、回路DIF.
TSからは出力を生じない。回路θ_R（ｔ）、（ｔ）、
θ⁽ⁱ⁾ _L（ｔ）は、それぞれ、受光器Ｒのθ_R（ｔ）、投
光
器Ｌの計測ヘツドＭの（ｔ）、投光器Ｌのθ⁽ⁱ⁾ _L
（ｔ）なる角変動を与えるための駆動出力を発生
するとともに、θ_R（ｔ）、（ｔ）、θ⁽ⁱ⁾ _L（ｔ）の
値を
出力して、それぞれのサンプリングとＡ／Ｄ変換
を行なう回路SAMP.A／Ｄに入力する。この場
合、各θ_R（ｔ）、（ｔ）、θ⁽ⁱ⁾ _L（ｔ）はDIF.TS回
路
との間で時間の遅れのないよう調整されている。

θ_R（ｔ）、（ｔ）、θ⁽ⁱ⁾ _L（ｔ）が図に示すよう
にマ
イクロコンピユータMICR.COMPに入力されれ
ば、あらかじめ準備されているプログラムを用い
て、これまでのべたl_Li、l_Ri、q_i、p_i等の算出が行
なわれるとともに、計測ヘツドの制御に必要な制
御信号がつくられる。

以上説明したことは、投光器Ｌと受光器Ｒを交
換しても成立つ。すなわち、計測ヘツドＭには
（ｔ）なる角振動を与え受光器の視線方向をθ⁽ⁱ⁾ _Rな
る数ステツプの角をとるようにし、投光器の光ビ
ームの方向を（ｔ）よりはるかに速い時間的周
期関数θ⁽ⁱ⁾ _L＋φ（ｔ）で変化させ、視線と輝線の交
わる点で受光器から電気出力を得るようにして
も、前述とほぼ同様の結果が得られる。

以上述べたところでは、受光器はレンズとその
光軸上にある点状受光素子を用い、物体上の輝点
像を受光素子上に結ばせるようにし、受光器の受
光方向をθ⁽ⁱ⁾ _R＋φ（ｔ）のように振つて、視線と輝
線との交点を求めるようにしたが、受光器の視線
を振るかわりに、線状に、稠密に受光素子をなら
べた受光アレーARを用いても全く同様の測定を
行なうことができる。この場合の受光器の構成を
第１２図に示した。この場合は、θ_Lに関しては、
前述の場合と全く同じであるが、θ_Rとして受光器
Ｒの中心軸方向とξ軸とのなす角をとり、被測定
物体表面上の輝点が第１２図で示すように、中心
軸O_RA_iから動いてO_RA_jになつた場合のA_iA_jに相
等する視線方向の変化は前に述べたφ（ｔ）に相
当するものとして、次式により求める。

tanφ（ｔ）＝b_j／ｆ＋x_j ここに ｆ：レンズＬの焦点距離 ｆ＋x_j：A_jの像を結ぶ位置に受光アレーARを
おいたときの受光アレーとレンズの中
心O_Rとの距離 実際に受光アレーARをA_jの結像位置に、常に
正確に調整することはむづかしいので、A_jのAR
上の像は多少ぼけて大きさをもち、複数個の受光
素子から電気出力が得られる。そこでb_jとして、
それら受光素子の中央に位置するものをとつて中
央からの距離をb_jとして用いればよい。このよう
にして、時間ｔを与えて、同時刻におけるθ_R＋φ
（ｔ）、（ｔ）、θ_Liを読みとつていけば、前と全
く同様の測定が可能であり、ロボツト用計測ヘツ
ドとしては前と等価になる。測定回路は若干異る
が、簡単であるから省略する。

また、計測ヘツドと溶接トーチとはあらかじめ
きめられた関係で結合されており、計測ヘツドか
らの制御信号で容易に溶接作業位置におくことが
できるものとする。このことは、実行上も容易な
ことである。

最後に第５図において、受光素子Ｂの位置を
ξζ面内でレンズＬ面に平行に振動させて受光器
Ｒの受光方向角をφ（ｔ）で変化させる方法につ
いて説明する。第１３図に示すように、２枚の板
ばねN₁N₂の下端をベースＤにクランプし、その
上端に磁性材料製支持台Ｕを取付け、電磁石Ｃの
励磁コイルに交流電流を流せば、支持台Ｕは図ロ
に示すように、Ｕはその上面がベースＤの上面に
平行に振動するので、支持台Ｕの上に取付けた受
光素子Ｂは所期の振動を行なう。さらにまた、第
１４図イに示すような構造にすれば受光素子Ｂの
支持台Ｕと対接された電磁石Ｃの励磁コイルに交
流を流して駆動すれば、Ｂはロ図のように左右に
平行方向に振動する。図において、Ｌはレンズ、
Ｆは支持フレームである。ηη′は受光器全体の回
転軸で、θ_Rの調整に用いるものである。

このようにして、支持台Ｕを平行移動振動させ
ることによつて、受光素子Ｂに振動を加えて、φ
（ｔ）を比較的高い周波数で振動させることがで
きる。

なお、上の例では起振力として電磁力を用いた
が、電歪力等その他の駆動力を用いても同様な駆
動を行えることはいうまでもないことである。

以上の説明から明らかなように、本発明のロボ
ツト用計測ヘツドを用いることにより、次のよう
な著しい効果がある。

(1) 被溶接物の溶接線を自動検出し、計測ヘツド
および溶接トーチ等を溶接に適した位置を占め
るようにし、溶接作業を自動的に進めることが
可能になる。また溶接作業中も溶接線と計測ヘ
ツドとの関係位置を簡単な方法で検知し、位置
修正を行ないながら作業を進めることができる
ので、多少曲つた溶接線にも容易に対応でき
る。

(2) 光切断に用いる光ビーム（信号光）に、溶接
アーク光（雑音光）に含まれない波形の変調
（例えば正弦波変調、パルス変調、位相変調等）
を加えることによつて、受光器の電気出力の信
号と雑音の分離が容易になり測定の精度がよく
なる。

(3) 装置が簡単であり、比較的低価格になる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は従来のアーク溶接用
ロボツトの計測法の説明図、第４図は本発明のロ
ボツトの計測ヘツドの構成概要を示す図、第５図
はその受光器の構成図、第６図は受光器の写像位
置調整不備の場合における受光器電気出力の形と
時間との関係を示す図、第７図は計測ヘツドが平
面を測定する場合の光ビームと輝線の様子を示す
図、第８図は計測ヘツドで２平面の交叉を測定し
て面交叉の形を識別する場合の様子を示す図でイ
は計測ヘツドのη軸が平面の交線Ｗに平行の場
合、ロはη軸が平面の交線Ｗに平行でない場合で
ある。第９図及び第１０図は計測ヘツドを溶接線
に正対して溶接作業に適した位置におく過程を示
す図で、第９図は計測ヘツドのξ軸を溶接線W₀
に平行にする過程、第１０図は計測ヘツドを２平
面の交叉角の２等分面上で溶接線に正対した溶接
最適位置におく過程を示す図、第１１図は本発明
の計測ヘツドの測定回路を示す図、第１２図は本
発明の計測ヘツドの受光器の受光部に受光素子の
アレーを用いた場合の構成概要を示す図、第１３
図及び第１４図は受光器の視線方向に小さい角振
動を与える機構例を示す図である。 Ｍ：ロボツトの計測ヘツド、ξ，η，ζ：ロボ
ツト計測ヘツドの軸、Ｌ：投光器、Ｒ：受光器、
ｄ：ＬとＲの距離、Ｔ：溶接トーチ、G₁，G₂：
被溶接物、J₁，J₂：G₁，G₂の表面、Ｗ：溶接線、
〓：レンズ、Ｂ：受光素子、A_i：輝点、LIT.S.
D：発振器、STAND.V：標準電圧発生回路、
RATIO：比測定器、AMP１，２：増巾器、
BPF：フイルタ、F.S.D：検出回路、DIF.TS：
水準値Ｋとの差回路、MICR，COMP：マイクロ
コンピユタ、Ｕ：支持台、Ｄ：ベース、Ｃ：電磁
石、N₁，N₂：支持ばね、Ｆ：支持フレーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロボツト用計測ヘツドの中心軸ξ上で一定距
   離ｄをへだてた２点O_L，O_Rに、それぞれ投光器
   Ｌおよび受光器Ｒを相対して設け、投光器はO_L
   を原点とする直交軸ξ，η，ζのξζ平面内にお
   いて、O_Lを通り、ξ軸と角θ_Lをなす方向に鋭い
   光ビームを放射し、受光器はO_Rにレンズの中心
   をもち投光器の光ビームが被測定物表面につくる
   輝点の像を結ぶためのレンズと輝点像を受けて電
   気出力を生ずる受光素子から構成され、受光器の
   視線はξζ平面内において、O_Rを通り、ξ軸とθ_R
   ＋φ（ｔ）なる角をなし、θ_Rの方向で視線は輝点
   近傍の方向をとり、時間的周期関数φ（ｔ）によ
   つて、視線方向が小さい振動を繰り返して、その
   角振動中のある角度で輝点を捕捉して受光素子が
   電気出力を生ずるようにし、さらに、計測ヘツド
   全体を、ξ軸のまわりに（ｔ）なる周期関数で
   与えられる角振動をし、上記の視線が輝点を捕捉
   したとき受光素子から生ずる電気出力を時間信号
   として用いて、φ（ｔ）および（ｔ）を求め、こ
   れによりθ_R＋φ（ｔ）、（ｔ）を知り、この値と
   ｄ、θ_Lを用いて、計測ヘツドと被測定物体との関
   係位置あるいは、被測定物体の表面の形を求める
   ようにしたことを特徴とするロボツト用計測ヘツ
   ド。 ２ 特許請請求の範囲第１項記載のロボツト用計
   測ヘツドにおいて、受光器の視線方向をθ_R＋φ
   （ｔ）なる時間関数にしたがつて周期的に変化さ
   れる場合、θ_Rは受光器のレンズおよび受光素子全
   体をO_Rを通りη軸に平行な軸のまわりに回転さ
   せて調整し、φ（ｔ）は受光素子のみを小振巾の
   振動を行わせるようにして、受光器の視線方向を
   変化させるようにしたことを特徴とするロボツト
   用計測ヘツド。 ３ ロボツト用計測ヘツドの中心軸ξ上で一定距
   離ｄをへだてた２点O_L，O_Rに、それぞれ投光器
   Ｌおよび受光器Ｒを相対して設け、投光器はO_L
   を原点とする直交軸ξ，η，ζのξζ平面内にお
   いて、O_Lを通り、ξ軸と角θ_Lをなす方向に鋭い
   光ビームを放射し、受光器はO_Rにレンズの中心
   をもち投光器の光ビームが被測定物表面につくる
   輝点の像を結ぶためのレンズと輝点像を受けて電
   気出力を生ずるξζ面内で、視線とほぼ直交して、
   線状に多数の受光素子を配列してなる受光アレー
   を設け、輝点像位置の素子より生ずる電気信号に
   より、その素子の位置を求めて視線方向を知り、
   さらに、計測ヘツド全体を、ξ軸のまわりに
   （ｔ）なる周期関数で与えられる角振動をし、前
   記電気信号により（ｔ）を求め、この値とｄ、
   θ_Lを用いて、計測ヘツドと被測定物体との関係位
   置あるいは、被測定物体の表面の形を求めるよう
   にしたことを特徴とするロボツト用計測ヘツド。 ４ ロボツト用計測ヘツドの中心軸ξ上で一定距
   離ｄをへだてた２点O_L，O_Rに、それぞれ投光器
   Ｌおよび受光器Ｒを相対して設け、投光器はO_L
   を原点とする直交軸ξ，η，ζのξζ平面内にお
   いて、O_Lを通り、ξ軸と角θ_Lをなす方向に鋭い
   光ビームを放射し、受光器はO_Rにレンズの中心
   をもち投光器の光ビームが被測定物表面につくる
   輝点の像を結ぶためのレンズと輝点像を受けて電
   気出力を生ずる受光素子から構成され、投光器の
   方向角をθ_L＋ψ（ｔ）として、θ_Lをあらかじめ、
   受光器の視線と被測定物表面との交点すなわち視
   点の近傍の値にとつておき、ψ（ｔ）なる小振巾
   の角振動によつて、輝点が視点上を通るように
   し、さらに、計測ヘツド全体を、ξ軸のまわり
   に、（ｔ）なる周期関数で与えられる角振動を
   し、上記の視線が輝点と重なつたとき受光素子か
   ら生ずる電気出力を時間信号として用いて、φ
   （ｔ）および（ｔ）を求め、これによりθ_R＋φ
   （ｔ）、（ｔ）を知り、この値とｄ、θ_Lを用いて
   計測ヘツドと被測定物体との関係位置あるいは、
   被測定物体の表面の形を求めるようにしたこと
   を、特徴とするロボツト用計測ヘツド。