JPH0257278B2 - - Google Patents
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- JPH0257278B2 JPH0257278B2 JP21021083A JP21021083A JPH0257278B2 JP H0257278 B2 JPH0257278 B2 JP H0257278B2 JP 21021083 A JP21021083 A JP 21021083A JP 21021083 A JP21021083 A JP 21021083A JP H0257278 B2 JPH0257278 B2 JP H0257278B2
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 36
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B17/00—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/06—Systems determining the position data of a target
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は超音波を利用した被測定物の形状検出
装置に関する。
装置に関する。
従来例の構成とその問題点
従来の被測定物の形状検出装置としては超音波
送受波素子を被測定物に対して回転走査して得ら
れた反射信号強度から、被測定物の位置と姿勢を
検出するものがある。以下その内容の概略を説明
する。
送受波素子を被測定物に対して回転走査して得ら
れた反射信号強度から、被測定物の位置と姿勢を
検出するものがある。以下その内容の概略を説明
する。
第１図は従来の装置の概略の構成を示すシステ
ム図である。第２図は従来の装置を用いた形状検
出を示す斜視図である。第１図において超音波送
受波素子１に第３図に示す高電圧パルス１７を印
加すると空気中に所定の周波数の超音波パルスが
発射される。この超音波パルスが第２図の対象物
体１３で反射され、対象物体１３の各辺１４，１
５，１６からの反射信号が超音波送受波素子１に
到達し、受波信号増巾器３で増幅された後、アナ
ログ−デジタル変換されてメモリ１５に記憶され
る。第３図は、メモリ１５に記憶された超音波送
受波素子１の動作波形を示すもので、３７，３
８，３９はそれぞれ対象物体１３の各辺１４，１
５，１６からの反射信号を示す。メモリ１５に記
憶された反射信号は小型電子計算機６に転送さ
れ、第３図に示した反射信号３７，３８，３９の
伝藩時間４０，４１，４２及び反射信号強度４
３，４４，４５を検出している。
ム図である。第２図は従来の装置を用いた形状検
出を示す斜視図である。第１図において超音波送
受波素子１に第３図に示す高電圧パルス１７を印
加すると空気中に所定の周波数の超音波パルスが
発射される。この超音波パルスが第２図の対象物
体１３で反射され、対象物体１３の各辺１４，１
５，１６からの反射信号が超音波送受波素子１に
到達し、受波信号増巾器３で増幅された後、アナ
ログ−デジタル変換されてメモリ１５に記憶され
る。第３図は、メモリ１５に記憶された超音波送
受波素子１の動作波形を示すもので、３７，３
８，３９はそれぞれ対象物体１３の各辺１４，１
５，１６からの反射信号を示す。メモリ１５に記
憶された反射信号は小型電子計算機６に転送さ
れ、第３図に示した反射信号３７，３８，３９の
伝藩時間４０，４１，４２及び反射信号強度４
３，４４，４５を検出している。
また第２図において超音波送受波素子１は、小
型電子計算機６からの制御信号によりパルスモー
タドライバ１１とパルスモータ１０を介して矢印
Ａ、Ｂ方向に回転走査する構成となつており、超
音波送受波素子１を所定の角度でステツプしなが
ら前述の被測定物間で反射信号の伝藩時間及び強
度の検出を行なつている。第４図は、超音波送受
波素子１を回転走査させた時の被測定物１３から
の反射信号強度を横軸に超音波送受波素子の回転
角、縦軸に反射信号強度をとつてプロツトしたも
のである。４６，４７，４８はそれぞれ被測定物
１３の各辺１４，１５，１６からの反射信号を整
理したものであり、それぞれの反射信号強度が最
大となるときの超音波送受波素子１の回転走査角
度から被測定物１３の各辺１４，１５，１６の方
向を検出している。また前述の反射信号の伝藩時
間から被測定物の各辺までの距離が得られるので
被測定物１３の各辺１３，１４，１５の座標を求
めることができ、被測定物１３の位置と姿勢を検
出することができる。
型電子計算機６からの制御信号によりパルスモー
タドライバ１１とパルスモータ１０を介して矢印
Ａ、Ｂ方向に回転走査する構成となつており、超
音波送受波素子１を所定の角度でステツプしなが
ら前述の被測定物間で反射信号の伝藩時間及び強
度の検出を行なつている。第４図は、超音波送受
波素子１を回転走査させた時の被測定物１３から
の反射信号強度を横軸に超音波送受波素子の回転
角、縦軸に反射信号強度をとつてプロツトしたも
のである。４６，４７，４８はそれぞれ被測定物
１３の各辺１４，１５，１６からの反射信号を整
理したものであり、それぞれの反射信号強度が最
大となるときの超音波送受波素子１の回転走査角
度から被測定物１３の各辺１４，１５，１６の方
向を検出している。また前述の反射信号の伝藩時
間から被測定物の各辺までの距離が得られるので
被測定物１３の各辺１３，１４，１５の座標を求
めることができ、被測定物１３の位置と姿勢を検
出することができる。
しかしながら、従来の位置姿勢検出装置を穴・
溝の形状検出に適用した場合、大径穴あるいは大
巾溝ではその形状検出が可能であるが、小径穴あ
るいは小巾溝では、穴・溝の各辺からの反射信号
が重畳され、超音波送受波素子の減衰性を大幅に
向上しないと形状検出できないという問題点があ
つた。
溝の形状検出に適用した場合、大径穴あるいは大
巾溝ではその形状検出が可能であるが、小径穴あ
るいは小巾溝では、穴・溝の各辺からの反射信号
が重畳され、超音波送受波素子の減衰性を大幅に
向上しないと形状検出できないという問題点があ
つた。
本発明者らは上記従来の問題点を解決するため
にすでに被測定物の形状検出装置を提案してい
る。
にすでに被測定物の形状検出装置を提案してい
る。
第５図はすでに本発明者らによつて提案した被
測定物の形状検出装置のシステム図である。また
第６図は、本形状検出装置を穴８２の位置検出に
適用した場合の斜視図である。第７図は同平面図
である。第７図において超音波送受波素子７３は
対象物体８１に対してθ傾斜して対向する形でマ
ニピユレータ７２に取付けられＸ軸方向に平行移
動する。第６図において８３は超音波送受波素子
７３から送波される超音波ビームの中心位置を示
しており、超音波送受波素子７３は走査開始位置
８４から走査終了位置８５の間を一定距離間隔で
送受波しながら移動する。第８図は超音波送受波
素子７３をＸ軸方向に平行走査したときの対象物
体８１からの反射信号強度を、横軸に超音波送受
波素子７３の平行走査量、縦軸に反射信号強度を
とつてプロツトしたものである。ここで反射信号
強度が極小値をとる時の超音波送受波素子７３の
平行走査量を検出し、超音波送受波素子７３の走
査開始位置８４の座標に前記平行走査量を加える
ことによりＸ軸上における穴８２の中心位置を検
出することができる。またＹ軸上における穴８２
の中心位置も同様に検出できる。
測定物の形状検出装置のシステム図である。また
第６図は、本形状検出装置を穴８２の位置検出に
適用した場合の斜視図である。第７図は同平面図
である。第７図において超音波送受波素子７３は
対象物体８１に対してθ傾斜して対向する形でマ
ニピユレータ７２に取付けられＸ軸方向に平行移
動する。第６図において８３は超音波送受波素子
７３から送波される超音波ビームの中心位置を示
しており、超音波送受波素子７３は走査開始位置
８４から走査終了位置８５の間を一定距離間隔で
送受波しながら移動する。第８図は超音波送受波
素子７３をＸ軸方向に平行走査したときの対象物
体８１からの反射信号強度を、横軸に超音波送受
波素子７３の平行走査量、縦軸に反射信号強度を
とつてプロツトしたものである。ここで反射信号
強度が極小値をとる時の超音波送受波素子７３の
平行走査量を検出し、超音波送受波素子７３の走
査開始位置８４の座標に前記平行走査量を加える
ことによりＸ軸上における穴８２の中心位置を検
出することができる。またＹ軸上における穴８２
の中心位置も同様に検出できる。
一方上記の構成の形状検出装置を用いて穴８２
の位置検出を行なう場合には穴８２の位置検出精
度は検出感度Ｓによつて決まるため、検出の高感
度化を計ることにより、高位置検出精度化の実現
が望まれている。
の位置検出を行なう場合には穴８２の位置検出精
度は検出感度Ｓによつて決まるため、検出の高感
度化を計ることにより、高位置検出精度化の実現
が望まれている。
発明の目的
本発明者らは超音波送受波素子を用いた被測定
物の形状検出装置の高検出感度化について鋭意検
討し前記超音波送受波素子と前記被測定物の中心
軸との傾斜角の適正値を見出すことにより上記問
題をすべて解決できることを見出し本発明に列つ
た。
物の形状検出装置の高検出感度化について鋭意検
討し前記超音波送受波素子と前記被測定物の中心
軸との傾斜角の適正値を見出すことにより上記問
題をすべて解決できることを見出し本発明に列つ
た。
すなわち本発明は、上述の欠点をなくし、簡易
な構成で、被測定物の高精度な位置検出が出来る
装置を提供することを目的とする。
な構成で、被測定物の高精度な位置検出が出来る
装置を提供することを目的とする。
発明の構成
本発明は超音波送受波素子から送波される超音
波ビームを被測定物に対して走査することにより
得られた前記被測定物からの反射信号強度を信号
処理して前記被測定物の形状を検出する信号処理
手段を有する被測定物の位置検出装置において、
前記超音波送受波素子が送受波する超音波の波長
をλ、前記超音波送受波素子の直径をＤ、θ＝
sin1.22λ／Ｄ（rad）としたとき、前記超音波送受
波素子はそのビーム送波面に垂直な軸が被測定物
の前記超音波ビームが走査される面に垂直な軸に
対して前記θとほぼ等しく傾斜して構成してな
り、被測定物の位置検出を高精度で行なう装置を
得るものである。
波ビームを被測定物に対して走査することにより
得られた前記被測定物からの反射信号強度を信号
処理して前記被測定物の形状を検出する信号処理
手段を有する被測定物の位置検出装置において、
前記超音波送受波素子が送受波する超音波の波長
をλ、前記超音波送受波素子の直径をＤ、θ＝
sin1.22λ／Ｄ（rad）としたとき、前記超音波送受
波素子はそのビーム送波面に垂直な軸が被測定物
の前記超音波ビームが走査される面に垂直な軸に
対して前記θとほぼ等しく傾斜して構成してな
り、被測定物の位置検出を高精度で行なう装置を
得るものである。
実施例の説明
以下本発明の第１の実施例について図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
本発明の第１実施例における穴の位置検出装置
の概略のシステム図は前述の第５図と同様であり
その構成について説明する。
の概略のシステム図は前述の第５図と同様であり
その構成について説明する。
第５図において７２は被測定物と超音波送受波
素子（以下超音波トランスデユーサという）の相
対位置関係を変化させる手段（以下マニピユレー
タという）であり、データ処理制御装置７０から
の制御信号によりマニピユレータ制御装置７１を
介して動作を制御している。またマニピユレータ
７２上には、送受波兼用の超音波トランスデユー
サ７３が設置されている。
素子（以下超音波トランスデユーサという）の相
対位置関係を変化させる手段（以下マニピユレー
タという）であり、データ処理制御装置７０から
の制御信号によりマニピユレータ制御装置７１を
介して動作を制御している。またマニピユレータ
７２上には、送受波兼用の超音波トランスデユー
サ７３が設置されている。
超音波トランスデユーサ７３は、発振器８０に
より所定の周波数の超音波を対象物体に向けて送
波し、またその反射信号を受波している。超音波
トランスデユーサ７３が出力する受波信号は受波
信号増幅器７４を経て、アナログ−デジタル変換
器７５（以下Ａ／Ｄ変換器という。）によつてデ
ジタル値に変換され、メモリ７６に記憶される。
さらにデータ処理制御装置７０が設けられるが、
このデータ処理制御装置７０はインタフエイスコ
ントロールユニツト７７（以下ICUという。）フ
ロツピデイスクドライブ装置７８（以下FDDと
いう。）および小型電子計算機７９（以下CPUと
いう。）から構成される。ICU７７はFDD７８お
よびCPU７９に接続されるとともに、前述の発
振器８０とメモリ７６に接続される。FDD７８
は本位置検出装置を用いて位置検出を行なうため
のプログラム或は諸条件を入力する。このデータ
処理制御装置７０においては、発振器８０を動作
させるための制御信号の出力、マニピユレータ７
２の動作を制御するマニピユレータ制御装置７１
への制御信号の出力を行なうとともにメモリ７６
から転送された入力データの前処理を行ない、
FDD７８から予め入力ストアされたプログラム
に従つてCPU７９で反射信号強度の検出、対象
物体の穴の位置の演算処理、マニピユレータ７２
の移動量の演算処理を行なう。
より所定の周波数の超音波を対象物体に向けて送
波し、またその反射信号を受波している。超音波
トランスデユーサ７３が出力する受波信号は受波
信号増幅器７４を経て、アナログ−デジタル変換
器７５（以下Ａ／Ｄ変換器という。）によつてデ
ジタル値に変換され、メモリ７６に記憶される。
さらにデータ処理制御装置７０が設けられるが、
このデータ処理制御装置７０はインタフエイスコ
ントロールユニツト７７（以下ICUという。）フ
ロツピデイスクドライブ装置７８（以下FDDと
いう。）および小型電子計算機７９（以下CPUと
いう。）から構成される。ICU７７はFDD７８お
よびCPU７９に接続されるとともに、前述の発
振器８０とメモリ７６に接続される。FDD７８
は本位置検出装置を用いて位置検出を行なうため
のプログラム或は諸条件を入力する。このデータ
処理制御装置７０においては、発振器８０を動作
させるための制御信号の出力、マニピユレータ７
２の動作を制御するマニピユレータ制御装置７１
への制御信号の出力を行なうとともにメモリ７６
から転送された入力データの前処理を行ない、
FDD７８から予め入力ストアされたプログラム
に従つてCPU７９で反射信号強度の検出、対象
物体の穴の位置の演算処理、マニピユレータ７２
の移動量の演算処理を行なう。
次に上記のように構成した位置検出装置の動作
を説明する。なお本実施例では、第６図及び第７
図に示す超音波トランスデユーサ７３の直径が36
mm、駆動周波数が66KHz（波長λ＝5.14mm）、対
象物体８１と超音波トランスデユーサ７３の距離
が100mm、対象物体８１の穴８２の直径が５mmで、
超音波トランスデユーサ７３の送受波面は対象物
体８１に対して所定の角度θ（本実施例では10゜）
傾斜して配置されており、0.1mmのステツプでＸ
軸方向へ、対象物体８１と一定の距離を保つて平
行走査した場合について説明する。
を説明する。なお本実施例では、第６図及び第７
図に示す超音波トランスデユーサ７３の直径が36
mm、駆動周波数が66KHz（波長λ＝5.14mm）、対
象物体８１と超音波トランスデユーサ７３の距離
が100mm、対象物体８１の穴８２の直径が５mmで、
超音波トランスデユーサ７３の送受波面は対象物
体８１に対して所定の角度θ（本実施例では10゜）
傾斜して配置されており、0.1mmのステツプでＸ
軸方向へ、対象物体８１と一定の距離を保つて平
行走査した場合について説明する。
位置検出はFDD７８から予め入力ストアされ
た第９図のフローチヤートに示す位置検出プログ
ラムの手順に従つて行なわれる。第９図のフロー
チヤートにおいて、まずステツプ１でデータ処理
制御装置７０からの制御信号によりマニピユレー
タ制御装置７１を介してマニピユレータ７２を駆
動して超音波トランスデユーサ７３をセンシング
開始位置８４に移動する。第６図において８３は
超音波トランスデユーサ７３から送波される超音
波ビームの中心位置を示す。また８４はセンシン
グ開始時の、また８５はセンシング完了時の、超
音波ビームの中心位置と対象物体８１の交点を示
し、Ｘ軸方向のセンシングは、この区間内で行な
われる。なお本実施例ではセンシング区間は40mm
である。
た第９図のフローチヤートに示す位置検出プログ
ラムの手順に従つて行なわれる。第９図のフロー
チヤートにおいて、まずステツプ１でデータ処理
制御装置７０からの制御信号によりマニピユレー
タ制御装置７１を介してマニピユレータ７２を駆
動して超音波トランスデユーサ７３をセンシング
開始位置８４に移動する。第６図において８３は
超音波トランスデユーサ７３から送波される超音
波ビームの中心位置を示す。また８４はセンシン
グ開始時の、また８５はセンシング完了時の、超
音波ビームの中心位置と対象物体８１の交点を示
し、Ｘ軸方向のセンシングは、この区間内で行な
われる。なお本実施例ではセンシング区間は40mm
である。
次にステツプ２でデータ処理制御装置７０から
の制御信号により発振器８０を動作させ超音波ト
ランスデユーサ７３で所定の周波数の超音波を被
測定物８１に向けて送波すると同時に、Ａ／Ｄ変
換器７５、メモリ７６を動作させて、対象物体８
１からの反射信号をメモリ７６に記憶する。第１
０図にはメモリ７６に記憶された反射信号を示
す。９０は対象物体８１からの反射信号を示す。
の制御信号により発振器８０を動作させ超音波ト
ランスデユーサ７３で所定の周波数の超音波を被
測定物８１に向けて送波すると同時に、Ａ／Ｄ変
換器７５、メモリ７６を動作させて、対象物体８
１からの反射信号をメモリ７６に記憶する。第１
０図にはメモリ７６に記憶された反射信号を示
す。９０は対象物体８１からの反射信号を示す。
次にステツプ３でメモリ７６に記憶された反射
信号をICU７７を介してCPU７９に転送する。
CPU７９ではFDD７８から予め入力ストアされ
ているプログラムに従つて対象物体８１からの反
射信号９０の反射信号強度P1を検出する。
信号をICU７７を介してCPU７９に転送する。
CPU７９ではFDD７８から予め入力ストアされ
ているプログラムに従つて対象物体８１からの反
射信号９０の反射信号強度P1を検出する。
次にステツプ４ではマニピユレータ７２をＸ軸
方向へ0.1mm移動して上記ステツプ２、ステツプ
３を繰返して所定のセンシング回数（本実施例で
は400回）を完了すればステツプ５へ進む。
方向へ0.1mm移動して上記ステツプ２、ステツプ
３を繰返して所定のセンシング回数（本実施例で
は400回）を完了すればステツプ５へ進む。
ステツプ５では、上記ステツプ２、ステツプ３
で得られた検出対象穴８２を含む対象物体８１か
らの反射信号強度をもとにして検出対象穴８２の
中心位置を検出する。第１１図は直径が36mm、駆
動周波数が66KHz（波長λ＝5.14mm）の超音波ト
ランスデユーサ７３を対象物体に対してθ＝10゜
傾斜してＸ軸方向に平行走査したときの対象物体
８１からの反射信号強度を、横軸に超音波トラン
スデユーサ７３の平行走査量、縦軸に反射信号強
度をとつて10点おきにプロツトしたものであり、
CPU７９では、FDD７８から予め入力ストアさ
れたプログラムに従つて反射信号強度の極小値を
検出して穴８２のＸ軸方向の中心位置を検出して
いる。この時の穴検出感度S1は、−16dBであつ
た。なお穴検出感度Ｓは以下のように定義してい
る。
で得られた検出対象穴８２を含む対象物体８１か
らの反射信号強度をもとにして検出対象穴８２の
中心位置を検出する。第１１図は直径が36mm、駆
動周波数が66KHz（波長λ＝5.14mm）の超音波ト
ランスデユーサ７３を対象物体に対してθ＝10゜
傾斜してＸ軸方向に平行走査したときの対象物体
８１からの反射信号強度を、横軸に超音波トラン
スデユーサ７３の平行走査量、縦軸に反射信号強
度をとつて10点おきにプロツトしたものであり、
CPU７９では、FDD７８から予め入力ストアさ
れたプログラムに従つて反射信号強度の極小値を
検出して穴８２のＸ軸方向の中心位置を検出して
いる。この時の穴検出感度S1は、−16dBであつ
た。なお穴検出感度Ｓは以下のように定義してい
る。
すなわち対象物体８１からの反射信号の極小値
をP1、対象物体８１からの反射信号の極大値を
P2とすると穴８２の検出感度Ｓ（dB）は Ｓ＝20log（P1／P2）（dB） −(1) である。また詳細な説明は省略するが、Ｙ軸方向
の中心位置も同様に検出できる。
をP1、対象物体８１からの反射信号の極大値を
P2とすると穴８２の検出感度Ｓ（dB）は Ｓ＝20log（P1／P2）（dB） −(1) である。また詳細な説明は省略するが、Ｙ軸方向
の中心位置も同様に検出できる。
以上のように本実施例によれば穴８２を有する
対象物体８１に対して直径が36mmの超音波トラン
スデユーサ７３の送受波面を10゜傾斜して駆動周
波数66KHzの超音波を送受波すると同時にマニピ
ユレータ７２を動作させて対象物体８１に対して
超音波トランスデユーサを一定の距離を保つて走
査することにより得られる反射信号強度を処理す
ることによつて最大の穴検出感度Ｓを得ることが
でき、これから0.1mmの穴位置検出精度が得られ
た。
対象物体８１に対して直径が36mmの超音波トラン
スデユーサ７３の送受波面を10゜傾斜して駆動周
波数66KHzの超音波を送受波すると同時にマニピ
ユレータ７２を動作させて対象物体８１に対して
超音波トランスデユーサを一定の距離を保つて走
査することにより得られる反射信号強度を処理す
ることによつて最大の穴検出感度Ｓを得ることが
でき、これから0.1mmの穴位置検出精度が得られ
た。
なお本実施例では、超音波トランスデユーサ７
３の送受波面は、検出対象の穴８２の中心軸に対
して走査方向に10゜傾斜して構成したものについ
て述べたが、この傾斜角度を変化することにより
穴８２の検出感度も変化する。第１２図ａは本実
施例と同様の構成で超音波トランスデユーサ５３
の送受波面を穴８２の中心軸に対してＸ軸方向に
傾斜させＸ軸方向に平行走査した時の対象物体５
４からの反射信号強度を、横軸に超音波トランス
デユーサ７３の傾斜角度、縦軸に穴８２の検出感
度をとつたものであり、傾斜角度θ1が10゜の時に
穴８２の検出感度が最大値を示した。
３の送受波面は、検出対象の穴８２の中心軸に対
して走査方向に10゜傾斜して構成したものについ
て述べたが、この傾斜角度を変化することにより
穴８２の検出感度も変化する。第１２図ａは本実
施例と同様の構成で超音波トランスデユーサ５３
の送受波面を穴８２の中心軸に対してＸ軸方向に
傾斜させＸ軸方向に平行走査した時の対象物体５
４からの反射信号強度を、横軸に超音波トランス
デユーサ７３の傾斜角度、縦軸に穴８２の検出感
度をとつたものであり、傾斜角度θ1が10゜の時に
穴８２の検出感度が最大値を示した。
本実施例で用いた超音波トランスデユーサ７３
の第１零ふく射角θ0は超音波トランスデユーサの
直径をＤ（mm）、駆動周波数をｆ（ＫHz）、音速をＣ
（mm／Ｓ）とすると２式より求まる。
の第１零ふく射角θ0は超音波トランスデユーサの
直径をＤ（mm）、駆動周波数をｆ（ＫHz）、音速をＣ
（mm／Ｓ）とすると２式より求まる。
θ0＝sin1.22Ｃ／ｆ・Ｄ（red） −(2)
本実施例ではθ0≒10゜となり穴８２の検出感度
が最大値を示すときの超音波トランスデユーサ７
２の傾斜角度とほぼ一致することが分る。
が最大値を示すときの超音波トランスデユーサ７
２の傾斜角度とほぼ一致することが分る。
また第１２図ｂは本実施例と同様の構成で超音
波トランスデユーサ７３の駆動周波数を51（ＫHz）
にして送受波面を穴８２の中心軸に対してＸ軸方
向に傾斜させＸ軸方向に平行走査した時の対象物
体５４からの反射信号強度を整理したものであ
り、傾斜角度θ1が13゜の時に穴８２の検出感度が
最大値を示し、この時の穴検出感度S2は−13dB
であつた。またこの時の超音波トランスデユーサ
７３の第１零ふく射角θは上述の２式よりθ0≒
13゜となり穴８２の検出感度が最大値を示すとき
の超音波トランスデユーサ７３の傾斜角度とほぼ
一致した。
波トランスデユーサ７３の駆動周波数を51（ＫHz）
にして送受波面を穴８２の中心軸に対してＸ軸方
向に傾斜させＸ軸方向に平行走査した時の対象物
体５４からの反射信号強度を整理したものであ
り、傾斜角度θ1が13゜の時に穴８２の検出感度が
最大値を示し、この時の穴検出感度S2は−13dB
であつた。またこの時の超音波トランスデユーサ
７３の第１零ふく射角θは上述の２式よりθ0≒
13゜となり穴８２の検出感度が最大値を示すとき
の超音波トランスデユーサ７３の傾斜角度とほぼ
一致した。
発明の効果
以上のように本発明は、超音波送受波素子はそ
のビーム送波面に垂直な軸が測定物の前記超音波
ビームが走査される面に垂直な軸に対して傾斜し
て配置し、その傾斜角度は超音波送受波素子の第
１零ふく射角とほぼ等しくすることにより、検出
感度の最大値を得るので、高精度の位置検出装置
を得ることができ、その実用的効果は大なるもの
がある。
のビーム送波面に垂直な軸が測定物の前記超音波
ビームが走査される面に垂直な軸に対して傾斜し
て配置し、その傾斜角度は超音波送受波素子の第
１零ふく射角とほぼ等しくすることにより、検出
感度の最大値を得るので、高精度の位置検出装置
を得ることができ、その実用的効果は大なるもの
がある。
第１図は従来の超音波形状検出装置の概略の構
成を示すシステム図、第２図は従来の装置を用い
た形状検出の斜視図、第３図は従来の装置の動作
波形を示す図、第４図は従来の装置の動作波形を
整理した図、第５図は本発明者らによつて提案し
た被測定物の形状検出装置の概略の構成を示すシ
ステム図、第６図は同穴位置検出の斜視図、第７
図は同平面図、第８図は同じく装置の動作波形を
整理した図、第９図は本発明の第１実施例におけ
る穴位置検出のためのプログラムの１例を示すフ
ローチヤート図、第１０図、第１１図は本発明の
第１実施例における装置の動作波形を示す図、第
１２図は本発明の第１実施例における穴検出感度
を示す図である。 ７２……マンピユレータ、７３……超音波トラ
ンスデユーサ、６１……CPU、８２……穴。
成を示すシステム図、第２図は従来の装置を用い
た形状検出の斜視図、第３図は従来の装置の動作
波形を示す図、第４図は従来の装置の動作波形を
整理した図、第５図は本発明者らによつて提案し
た被測定物の形状検出装置の概略の構成を示すシ
ステム図、第６図は同穴位置検出の斜視図、第７
図は同平面図、第８図は同じく装置の動作波形を
整理した図、第９図は本発明の第１実施例におけ
る穴位置検出のためのプログラムの１例を示すフ
ローチヤート図、第１０図、第１１図は本発明の
第１実施例における装置の動作波形を示す図、第
１２図は本発明の第１実施例における穴検出感度
を示す図である。 ７２……マンピユレータ、７３……超音波トラ
ンスデユーサ、６１……CPU、８２……穴。
Claims (1)
- １ 超音波送受波素子から送波される超音波ビー
ムを被測定物に対して走査することにより得られ
た前記被測定物からの反射信号強度を信号処理し
て前記被測定物の形状を検出する信号処理手段を
有し、前記超音波送受波素子が送受波する超音波
の波長をλ、前記超音波送受波素子の直径をＤ、
θ＝sin1.22λ／Ｄ（rad）としたとき、前記超音波
送受波素子はそのビーム送波面に垂直な軸が前記
被測定物の前記超音波ビームが走査される面に垂
直な軸に対して前記θの角度をなすよう傾斜して
配置された被測定物の位置検出装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58210210A JPS60102509A (ja) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | 被測定物の位置検出装置 |
| PCT/JP1984/000287 WO1984004961A1 (en) | 1983-06-06 | 1984-06-05 | Apparatus for detecting position of object being measured |
| EP84902085A EP0148952B1 (en) | 1983-06-06 | 1984-06-05 | Apparatus for detecting position of object being measured |
| US06/705,470 US4627291A (en) | 1983-06-06 | 1984-06-05 | Position sensing apparatus for an object to be measured |
| DE8484902085T DE3485371D1 (de) | 1983-06-06 | 1984-06-05 | Stellungsdetektor eines zu messenden gegenstandes. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58210210A JPS60102509A (ja) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | 被測定物の位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60102509A JPS60102509A (ja) | 1985-06-06 |
| JPH0257278B2 true JPH0257278B2 (ja) | 1990-12-04 |
Family
ID=16585607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58210210A Granted JPS60102509A (ja) | 1983-06-06 | 1983-11-08 | 被測定物の位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60102509A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60108704A (ja) * | 1983-11-17 | 1985-06-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 被測定物の溝または穴の中心位置検出装置 |
| JPS6214389U (ja) * | 1985-07-12 | 1987-01-28 |
-
1983
- 1983-11-08 JP JP58210210A patent/JPS60102509A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60102509A (ja) | 1985-06-06 |
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