JPH0455706A - ワーク位置検出装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はワーク位置検出装置に関する。

（従来の技術） 各種ワークの位置を検出する手段は種々知られている。

これら検出装置の一般的なものとしてはカメラ装置を備
えた画像処理装置がある。

しかし、上記装置によるときは、カメラ装置のレンズの
収差等により解像度に限界があり、またＯＴＦによる評
価など、画像処理も複雑になるという問題点を有する。

（発明の目的） そこで本発明は上記問題点を解消すべくなされたもので
あり、その目的とするところは、簡易な機構でありなが
ら、解像度が高く、検出精度をあげることのできるワー
ク位置検出装置を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的による本発明に係るワーク位置検出装置では、
ワークを載置するワーク載置部と、投光用の光ファイバ
ーおよび受光用の光ファイバーを備え、端面をワーク載
置部に載置されるワークのエツジ部に対向させて、かつ
ワークからの反射光の受光量がほぼ最大となる位置に固
定して配置される少なくとも２つのプローブと、前記各
プローブの受光用光ファイバーに接続され、ワークから
の反射光の受光量に応じたアナログ電圧を生じさせる光
電変換器と、該光電変換器に接続されて前記アナログ電
圧を電圧値に応じた所定ビットのディジタル信号に変換
するＡＤ変換器と、該ＡＤ変換器からのディジタル信号
が入力され、前記各対応するプローブのディジタル信号
に基づくディジタル電圧値の差を演算し、差が設定許容
範囲内にあるかどうか判定する演算制御部とを具備する
ことを特徴としている。

（作用） プローブは端面をワークのエツジ部に対向させて、かつ
ワークからの反射光の受光量がほぼ最大となる位置に固
定して配置される。この種のプローブによる受光量は、
プローブがワークからある距ＭＭれた位置でピークとな
る。このピークはある許容された範囲でほぼ一定と見る
ことができ、この範囲でワークとの距離が変動してもほ
ぼ一定の受光量となる。したがって、プローブを上記の
受光量がほぼピークとなる位置に配置することによって
、厚みに多少のばらつきのあるワークであっても位置検
出が可能となる。

例えばＸ方向に２個配置したプローブのワークエツジ部
からの反射光の受光量に差があるとき、ワークはＸ方向
において受光量の多いプローブ側に偏位していることが
わかる。

プローブを透過する反射光は光電変換器において光量に
応じたアナログ電圧に変換され、このアナログ電圧はＡ
Ｄ変換器にて所定ビットの、例えば１２ビツトのディジ
タル信号に変換されて演算制御部に入力される。演算制
御部では各ＡＤ変換器からの入力ディジタル値を比較し
てその差を演算し、この差が設定許容範囲内にあるか否
かを判定する。設定許容範囲内であればワークがワーク
載置部の所望の位置に載置されていることになる。

設定許容範囲外のときはその旨表示するか、あるいはワ
ークの位置補正をする。

プローブの径が例えば３ｍｍ、ＡＤ変換器カ月２ビット
であるとき、１μｍ以下の解像度を得ることができ、高
い精度ので位置検出が行える。

（実施例） 以下では本発明の好適な一実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。

第１図は本発明に係る位置検出装置のブロック図である
。

図において１０は位置検出すべきワークで、ワーク載置
部たる例えばＸＹ子テーブル２上に載置される。ＸＹテ
ーブルエ２は駆動源１３によって二次元平面内で自在に
移動しうるようになっている。

１４ａ、１４ｂはプローブであり、その端面をワーク１
０の例えばＸ方向の両端のエツジ部にそれぞれ跨がるよ
うに対向させて、かつワーク１０から所定距離離反させ
て配置される。プローブ１４は第２図に例示するように
、投光用の光フアイバ−１６ａ群と受光用の光フアイバ
−１６ｂ群から構成される。投光用の光フアイバー群の
投光側の端部には投光部１６が接続され、受光用の光フ
アイバー群の端部には受光部１８およびフォトダイオー
ド等の光電変換器２０が接続される。光電変換器２０で
は受光用の光フアイバー群を透過した光が入光され、光
量に応じたアナログ電圧に変換する。

２２．２２は光電変換器２０．２０の出力側に接続され
る１２ビツトＡＤ変換器である。このＡＤ変換器２２で
は前記アナログ電圧をディジタル信号に変換するととも
に、ノイズを除去する。このディジタル信号は演算制御
部２４に入力される。

演算制御部２４では後記するように各ＡＤ変換器２２か
ら入力されるディジタル値を比較してワ−多位置を演算
し、演算結果を表示部２６に表示したり、位置補正のた
めＸＹ子テーブル２の駆動源１３に指令を発する。

第３図はワーク１０からのプローブ１４端面の距離を変
化させた場合の、受光用の光フアイバー群に入光する反
射光量変化を示す曲線である。変位０では反射光量がＯ
で、これから直線的に立ち上がって１つのピークとなり
、さらに遠方にいくと直線的に受光光量が減少する。こ
の曲線の直線部を用いて、ワークＩＯのプローブ１４か
らの、あるいはプローブ１４と一定距離にある適宜な対
象物からの距離を求めることができる。

本発明では、このようなワークｌＯの距離を求めるもの
ではない。

本発明ではワーク１０のＸ、ＹあるいはＸＸ方向の位置
を求める。換言すればワーク１０のある平面上での中心
の位置を求める。そのために、ワーク１０とプローブ１
４端面との距離を固定する。

このプローブ１４の固定位置は受光するワークからの反
射光量がほぼ最大となる位置となるようにする。直線部
とは相違し、受光反射光量がピークとなるプローブ１４
のワークからの距離には一定の幅を見ることができる。

例えば直径３ｍｍ程度の大きさのプローブの場合には２
００〜３００μｍ程度の幅を許容できる。すなわち、ピ
ーク近傍ではワークとプローブ端面との間の距離が２０
０〜３００μｍ程度ずれても受光反射光量をほぼ一定と
みなすことができる。したがって、ワークの厚さが最大
２００〜３００μｍ程度のばらつきがあるものであって
も使用可能となる。

上記のようにプローブ１４ａ、１４ｂをワーク１０のそ
れぞれエツジ部に跨がるように配置した場合には、ワー
ク１０の欠けている分だけ受光反射光量が減少してくる
。例えば、ワークエツジ部がプローブ１４の全端面に対
してそれぞれ５０％、３０％の面積しかかからない場合
には、第３図に破線で示すように１００％に対して５０
％、３０％の反射光量の曲線となる。しかしピーク位置
は変わらない。

したがってＸ方向に配置した２つのブローブエ４ａ、１
４ｂでの受光反射光量を比較することによってワークエ
０のＸ方向の位置を判定できる。

すなわち一方のプローブでの受光量が他方のそれよりも
多いときは、受光量の多い方のプローブ側にワーク１０
がずれていることになり、両者が等しいときはワーク１
０の中心が両プローブ間の中心に位置することになる。

ＡＤ変換器では、受光反射光量に応じたアナログ電圧を
１２ビツトのディジタル信号として出力する。したがっ
て、プローブ１４ａ、１４ｂの直径を３ｍｍとすれば、
プローブ１４ａ、１４ｂに対するワーク１０のエツジ部
のずれ（Ｘ方向）は、３／４０９６　（ｍｍ）　、すな
わちｌｕｍ以下の解像度で対応させることができる。

演算制御部２４では両ＡＤ変換器２２からのディジタル
信号に対応するディジタル値を比較し、その差を演算し
て差が設定許容範囲内にあるかどうかを判別する。差が
設定範囲内にあれば、ワークが所望の精度でχＹ子テー
ブル２上に配置されていると判別して表示部２６にその
旨表示する。

また差が設定許容範囲外にあれば、その旨を表示するか
、あるいはワーク１０をＸ方向のどちらにどの位移動さ
せればよいかを演算し、ＸＹ子テーブル２の駆動部１３
に指令してワークＩＯを所定方向に移動させるようにす
るのである。このようにしてワーク１０の位置検出を行
うことができる。

なお上記においてはＸ方向に２個のプローブ１４ａ、１
４ｂを配置した。この場合には、ワークｌＯを所定搬送
ラインで搬送する際に、ワーク１０が搬送ラインの中心
にその中心が正確に位置して搬送されているかどうかの
検出などに有効に使用しうる。

Ｘ方向の他にＸ方向にも２個のプローブを配置するよう
にすれば、ワーク中心のＸＹ平面内での位置を検出でき
ることになる。この場合、例えばＣＤ（コンパクトディ
スク）を表面検査装置に装着して、ＣＤを回転させつつ
ＣＤ表面状態を検査する場合等において、ＣＤ中心が表
面検査装置の回転中心に正確に装着されているかどうか
の位置検出等に有効に使用しうる。

以上、本発明の好適な実施例について種々述べて来たが
、本発明は上述の実施例に限定されるのではなく、発明
の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはも
ちろんである。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば簡単な構成で、かつ精度よ
くワークの位置検出が行なえるという著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は位置検出装置の概要を示すブロック図、第２図
はプローブの投光用光フアイバー群と受光用光フアイバ
ー群の配列例を示す説明図、第３図はプローブのワーク
からの距離による受光反射光量変化を示すグラフである
。 １０・・・ワーク、 １２・・・ＸＹ子テーブルワーク載置部）、１４ａ、１
４ｂ・・−プローブ、 ２０・・・光電変換器、　２２・・・ＡＤ変換器、　２
４・・・演算制御部。 ワークからの距離

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ワークを載置するワーク載置部と、 投光用の光ファイバーおよび受光用の光ファイバーを備
   え、端面をワーク載置部に載置されるワークのエッジ部
   に対向させて、かつワークからの反射光の受光量がほぼ
   最大となる位置に固定して配置される少なくとも２つの
   プローブと、 前記各プローブの受光用光ファイバーに接続され、ワー
   クからの反射光の受光量に応じたアナログ電圧を生じさ
   せる光電変換器と、該光電変換器に接続されて前記アナ
   ログ電圧を電圧値に応じた所定ビットのディジタル信号
   に変換するＡＤ変換器と、 該ＡＤ変換器からのディジタル信号が入力され、前記各
   対応するプローブのディジタル信号に基づくディジタル
   電圧値の差を演算し、差が設定許容範囲内にあるかどう
   か判定する演算制御部と を具備することを特徴とするワーク位置検出装置。