JPH0457462B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、NC機器等の産業機械における作業
テーブル並びにその周辺の異物を検出するために
用いて好適な光学式異物検出装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来より、NC機器等の自動化装置の一部にお
いては、その作業テーブル上の異物を検出するた
めに、発光素子と受光素子とを作業テーブルを挟
んで複数個対向配置し、異物検出装置を構成して
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような異物検出装置による
と、隣接する一対の発光素子および受光素子の間
隔によつて異物検出性能が決まり、この異物検出
性能を高めようとすると、多数の発・受光素子を
細かい間隔で配置しなければならず、極めて高価
な検出装置となるものであつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたも
ので、ハーフミラーを透過して照射される光の反
射方向を回転ミラーを回転させながら可変すると
共に、被異物検出板面に隣接して、この板面上を
横断して照射される前記回転ミラーの反射光を反
射し前記回転ミラーおよびハーフミラーの鏡面を
経由して検出器に導く反射面を配置し、ハーフミ
ラーの鏡面に回転ミラーの反射光が直接照射され
る時点を原点位置とし、前記反射面を経由して間
接的に照射される範囲を異物検出範囲として、こ
の異物検出範囲を前記原点位置を基準にして記憶
するようにしたものである。

〔作用〕

したがつてこの発明によれば、原点位置を基準
にした異物検出範囲の初期設定が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明に係る光学式異物検出装置を詳細
に説明する。第１図はこの光学式異物検出装置の
一実施例を示す構成図である。同図において、１
はNC機器等の産業機械における作業テーブル、
２ａおよび２ｂは投光源、３ａおよび３ｂは投光
源２ａおよび２ｂより出射される光を集束する凸
レンズ、４ａおよび４ｂはレンズ３ａおよび３ｂ
の集束する光（以下、スポツトビームと呼ぶ）を
透過するハーフミラー、５ａおよび５ｂはハーフ
ミラー４ａおよび４ｂを透過して照射されるスポ
ツトビームを反射する回転ミラー、６ａおよび６
ｂはこの回転ミラー５ａおよび５ｂを回転しこの
ミラーにおいて反射するスポツトビームの反射方
向を反時計方向に回転するパルスモータ、７ａお
よび７ｂは作業テーブル１を挟んで対向配置され
た反射面である。反射面７ａおよび７ｂはプリズ
ムあるいはガラス玉を集めて構成されており、回
転ミラー５ａおよび５ｂにて回転しながら反射す
るスポツトビームがθなる範囲角においてこの反
射面７ａおよび７ｂに照射されるようになつてい
る。そして、反射面７ａおよび７ｂに照射される
スポツトビームは、この反射面において反射し、
回転ミラー５ａおよび５ｂの鏡面を経由してハー
フミラー４ａおよび４ｂの鏡面に導びかれて反射
し、凸レンズ８ａおよび８ｂを介して受光素子９
ａおよび９ｂにおいて受光されるようになつてい
る。そして、受光素子９ａおよび９ｂにて受光さ
れる光は、この素子においてその光の強さに応じ
た電圧値に変換され、それぞれ同一構成の異物検
出ユニツト１０，１０に入力されるようになつて
いる。尚、反射面７ａと７ｂとは段違いに対向配
置され、回転ミラー５ａの反射するスポツトビー
ムが反射面７ａに、回転ミラー５ｂの反射するス
ポツトビームが反射面７ｂに交叉することなく照
射されるようになつている。

第２図は、この異物検出ユニツト１０の内部構
成を示すブロツク図であり、受光素子９ａあるい
は９ｂを介して入力される電気信号は、コンパレ
ータ１１および１２の非反転入力端に入力される
ようになつており、コンパレータ１１および１２
の反転入力端には比較電圧V₁およびV₂（V₁＞V₂）
が設定されている。また、コンパレータ１１の出
力はカウンタ１３のクリア端子１３ａおよびシー
ケンスロジツク１４の第１の入力端子１４ａに入
力されるようになつており、コンパレータ１２の
出力はシーケンスロジツク１４の第２の入力端子
１４ｂに入力されるようになつている。カウンタ
１３はパルス発生器１５の作るパルス数をカウン
トするようになつており、モード切替スイツチ１
８が閉成状態にある時（初期設定モードにある
時）、シーケンスロジツク１４の入力端子１４ｂ
にコンパレータ１２を介して「Ｈ」レベルの信号
が入力された時点で、カウンタ１３のカウント数
がメモリ１６に記憶されるようになつている。ま
た、シーケンスロジツク１４の入力端子１４ｂに
入力される信号が「Ｈ」レベルより「Ｌ」レベル
に切り替わる時、その時点のカウント数がメモリ
１７に記憶されるようになつている。このメモリ
１６および１７に記憶されるカウント値は入力端
子１４ａにコンパレータ１１を介して「Ｈ」レベ
ルの信号が入力された時点でリセツトされるよう
になつている。

一方、モード切替スイツチ１８が開放状態にあ
る時（動作モードにある時）は、比較器１９にお
いてカウンタ１３におけるカウント数とメモリ１
６および１７に記憶されたカウント数とが比較さ
れその比較結果がシーケンスロジツク１４に送ら
れるようになつている。すなわち、比較器１９は
カウンタ１３におけるカウント値がメモリ１６に
記憶されたカウント値よりも大きくなつた時、シ
ーケンスロジツク１４に異物検出開始時期を知ら
せる信号を送り、カウンタ１３におけるカウント
値がメモリ１７に記憶されたカウント値よりも大
きくなつた時、異物検出終了時期を知らせる信号
をシーケンスロジツク１４に送るようになつてい
る。そして、シーケンスロジツク１４は、異物検
出開始時期を知らせる信号が入力されてから異物
検出終了時期を知らせる信号が入力されるまでの
間に、入力端子１４ｂに入力される信号が「Ｌ」
レベルとなつた時、出力端子１４ｃを介して異物
検出信号を送出するようになつている。尚、２０
は増幅器であり、パルス発生器１５の作るパルス
を増幅してパルスモータ６ａあるいは６ｂに供給
するようになつている。

次に、このように構成された光学式異物検出装
置の動作を説明する。まず、回転ミラー５ａ側の
動作を説明する。第１図に示す投光源２ａの出射
する光はレンズ３ａによつて集束されてスポツト
ビームとなり、ハーフミラー４ａを透過して回転
ミラー５ａに照射される。今、この回転ミラー５
ａがパルスモータ６ａにより回転駆動されている
ものとすると、回転ミラー５ａにおいて反射する
スポツトビームはその反射方向を刻々と変えなが
ら反時計方向に回転する。第３図は、回転ミラー
５ａの回転に伴つて受光素子９ａにて受光される
光の強さを示す波形図である。すなわち、回転ミ
ラー５ａの反射面が入射されるスポツトビームに
対して第４図ａに示す如く略直角となつた時点で
（以下、この位置を原点位置と呼ぶ）、強い光が受
光素子９ａにて受光され（第３図のａ点）、その
後回転ミラー５ａの回転に伴つて受光素子９ａに
照射される光が一時途絶える（第３図のｂ点）。
そして、回転ミラー５ａが第４図ｂに示す様な位
置まで回転した時、回転ミラー５ａの反射するス
ポツトビームが反射面７ａに照射され始め、回転
ミラー５ａおよびハーフミラー４ａの鏡面を経由
して受光素子９ａにて受光されるようになる（第
３図のｃ点）。この時、受光素子９ａにて受光さ
れる光の強さは、回転ミラー５ａの反射するスポ
ツトビームが反射面７ａを経由して間接的に入射
されるので、回転ミラー５ａにおいて直接反射し
受光される光（第４図ａ）よりも弱く、この光は
回転ミラー５ａがさらに回転しそのスポツトビー
ムが第４図ｃに示す如く反射面７ａの終端に移動
するまで継続して受光される（第３図のｄ点）。

つまり、回転ミラー５ａの回転に伴い受光素子
９ａを介して第３図と略同一波形の電圧信号が異
物検出ユニツト１０のコンパレータ１１および１
２に入力されるようになる。そして、異物検出ユ
ニツト１０は前記原点位置において、高いレベル
の電圧信号（以下、原点信号と呼ぶ）が入力され
た時、コンパレータ１１および１２より「Ｈ」レ
ベルの信号を送出し、低いレベルの電圧信号が入
力された時、コンパレータ１２のみより「Ｈ」レ
ベルの信号を送出する。すなわち、コンパレータ
１１の反転入力端に設定される電圧V₁は、第３
図のａ点において入力される電圧値よりも低く且
つｃ点において入力される電圧値よりも高く設定
されており、コンパレータ１２の反転入力端に設
定される電圧V₂は第３図のｃ点において入力さ
れる電圧値よりも低く設定されている。ここで、
今、モード切替スイツチ１８を初期設定モードに
すると、コンパレータ１１の出力が「Ｈ」レベル
となつた時点（第３図のａ点）でカウンタ１３に
おけるカウント値およびメモリ１６，１７の記憶
内容がリセツトされる。そして、コンパレータ１
１の出力が「Ｌ」レベルとなつた時点から（第３
図のｂ点）カウンタ１３がそのカウントを開始し
時める。そして、第３図のｃ点に達してコンパレ
ータ１２が「Ｈ」レベルの信号の送出を開始する
と、カウンタ１３のカウント値がメモリ１６に記
憶される。しかして、第３図のｄ点に達するとコ
ンパレータ１２の出力が「Ｈ」レベルより「Ｌ」
レベルに変わり、その時のカウンタ１３のカウン
ト値がメモリ１７に記憶される。つまり、原点位
置を基準とする異物検出範囲角θがメモリ１６お
よび１７にパルスカウント数として記憶され異物
検出範囲の初期設定が行なわれる。この異物検出
範囲の初期設定は、作業テーブル１上に何の異物
もない状態において行なわれ、第１図に示すよう
に異物２１が異物検出開始線ｅ上にあるときの検
出に有効である。

すなわち、モード切替スイツチ１８を動作モー
ドにして異物の検出を行なうと、回転ミラー５ａ
が原点位置を通過した時点よりカウンタ１３にお
ける零からのカウントが始まる。そして、このカ
ウンタ１３におけるカウント値が比較器１９にお
いて常に比較され、メモリ１６に記憶されたカウ
ント値と等しくなると、シーケンスロジツク１４
に異物検出開始時期を知らせる信号が送られる。
したがつて、回転ミラー５ａの反射するスポツト
ビームが異物２１に照射されて散乱し受光素子９
ａに異物検出開始時期を知らせる反射光が入射さ
れなくとも、その時点を異物検出開始時期である
と判定することができ、この時のコンパレータ１
２の出力によりシーケンスロジツク１４はその出
力端子１４ｃより異物検出信号を送出し、この異
物検出信号を用いて異物が有ることが認識され
る。つまり、このような原点位置を基準とした異
物検出範囲の初期設定を行なうことにより、異物
検出開始線ｅ上の異物を間違いなく異物として認
識することができ、誤認事故等の生ずる虜れがな
くなる。

さらに、本実施例による異物検出装置において
は、作業テーブル１の長さに応じて異物検出範囲
の初期設定をその都度自動的に変更することがで
き、種々の長さの作業テーブル上の異物検出に簡
便に対応することができるという優れた効果があ
る。つまり、第５図に示すように回転ミラー５ａ
の中心から反射面７ａまでの距離l₁が例えば長く
なりl₂となると、異物検出範囲角θが小さくなつ
てθ₁となる。このため、第２図の異物検出ユニツ
ト１０に設定した異物検出範囲が変わつてしまう
が、モード切替スイツチ１８を初期設定モードに
すれば、異物検出範囲の初期設定が再度行なわ
れ、メモリ１６および１７に原点位置を基準とす
る新たなパルス数が記憶され異物検出角θ₁に応じ
た異物検出範囲の初期設定が自動的に行なわれる
ようになる。

尚、本実施例においては、回転ミラー５ａのみ
の動作について説明したが、回転ミラー５ｂの動
作についても回転ミラー５ａと同一動作を行なう
ことは言うまでもなく、第１図の斜線で示した範
囲が本実施例における被異物検出板面となる。ま
た、本実施例においては、作業テーブル１の一部
の領域を被異物検出板面としたが全ての領域を被
異物検出板面にするように構成してもよく、作業
テーブル１の周辺部までをも異物検出範囲に含む
ように構成してもよいことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による光学式異物検
出装置によると、ハーフミラーを透過して照射さ
れる光の反射方向を回転ミラーを回転させながら
可変すると共に、被異物検出板面に隣接して、こ
の板面上を横断して照射される前記回転ミラーの
反射光を反射し前記回転ミラーおよびハーフミラ
ーの鏡面を経由して検出器に導く反射面を配置
し、ハーフミラーの鏡面に回転ミラーの反射光が
直接照射される時点を原点位置とし、前記反射面
を経由して間接的に照射される範囲を異物検出範
囲として、この異物検出範囲を前記原点位置を基
準にして記憶するようにしたので、原点位置を基
準にした異物検出範囲の初期設定が可能となり、
従来の如く多数の発・受光素子を細かい間隔で配
置せずとも、被異物検出板面上の異物の検出を簡
便な方法で精度良く行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光学式異物検出装置の一
実施例を示す構成図、第２図はこの異物検出器に
用いる異物検出ユニツトの内部構成を示すブロツ
ク図、第３図はこの異物検出装置の受光素子にて
受光される光の強さを示す波形図、第４図は回転
ミラーの回転位置と該回転ミラーにおいて反射す
るスポツトビームの反射方向との関係を示す平面
図、第５図は回転ミラーの中心から反射面までの
距離が変化した時の異物検出範囲角の変化を示す
平面図である。 １……作業テーブル、２ａ，２ｂ……投光源、
４ａ，４ｂ……ハーフミラー、５ａ，５ｂ……回
転ミラー、６ａ，６ｂ……パルスモータ、７ａ，
７ｂ……反射面、９ａ，９ｂ……受光素子、１０
……異物検出ユニツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ハーフミラーを透過して照射される光の反射
   方向を回転しながら可変する回転ミラーと、被異
   物検出板面に隣接して配置され該板面上を横断し
   て照射される前記回転ミラーの反射光を反射し前
   記回転ミラーおよびハーフミラーの鏡面を経由し
   て検出器に導く反射面とを備え、前記ハーフミラ
   ーの鏡面に前記回転ミラーの反射光が直接照射さ
   れる時点を原点位置とし前記反射面を介して間接
   的に照射される範囲を異物検出範囲としこの異物
   検出範囲を前記原点位置を基準にして記憶するよ
   うにしたことを特徴とする光学式異物検出装置。