JPH048352Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、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挾
んで複数個対向配置し、異物検出装置を構成して
いる。

〔考案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〕

本考案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回転ミラーの反射光を回転ミ
ラーを経由してハーフミラーの鏡面に導く反射面
を断続的に配列し、ハーフミラーの鏡面に回転ミ
ラーの反射光が前記反射面を介して間接的に照射
される回数をカウントし、このカウント値に基づ
いて前記板面上の異物の検出を行うようにしたも
のである。

〔作用〕

したがつてこの考案によれば、回転ミラーの反
射光がハーフミラーの鏡面に間接的に照射される
回数の大小によつて異物の検出が可能となる。

〔実施例〕

以下、本考案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、
２は投光源、３は投光源２より出射される光を集
束する凸レンズ、４はレンズ３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、５はハーフミラー４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、６はこの
回転ミラー５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、７は作業テーブル１の直交す
る二片を包囲するように配置された反射板であ
る。反射板７は、所定間隙を隔てて断続的に配列
された部分ミラー７_-1，７_-2，…７_-oよりなり、
この部分ミラー７_-1〜７_-o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５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板７に照射されるように
なつている。そして、反射板７に回転しながら照
射されるスポツトビームが部分ミラー７_-1〜７_-o
において反射し、回転ミラー５の鏡面を経由して
ハーフミラー４の鏡面に導かれて反射し、凸レン
ズ８を介して受光素子９において受光されるよう
になつている。そして、受光素子９にて受光され
る光が、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、後段の異物検出回路１０に入
力されるようになつている。

異物検出回路１０は、コンパレータ１１および
１２、カウンタ１３、第１のラツチ回路１４、基
準カウント数設定器１５、比較器１６、第２のラ
ツチ回路１７、デイレイ回路１８および１９によ
り構成されており、受光素子９を介して送出され
る電気信号がコンパレータ１１および１２の非反
転入力端に入力されるようになつている。そし
て、コンパレータ１１および１２の反転入力端に
は比較基準電圧V₁およびV₂（V₁＞V₂）が設定さ
れており、コンパレータ１入力の出力が「Ｈ」レ
ベルより「Ｌ」レベルに立ち下がる時点でカウン
タ１３におけるカウント値が１ずつアツプするよ
うになつている。そして、このカウンタ１３にお
けるカウント値が、コンパレータ１１の出力が
「Ｈ」レベルとなつた時点でラツチ回路１４にて
ラツチされ、このラツチ回路１４にてラツチされ
るカウント値Naと基準カウント数設定器１５に
設定されるカウント値Ｎとが比較器１６において
比較されるようになつている。しかして、比較器
１６における比較結果が、コンパレータ１１の出
力が「Ｈ」レベルとなつた以降デイレイ回路１９
において所定時間が経過した後ラツチ回路１７に
おいてラツチされ、ラツチ回路１７はラツチした
その比較結果がNa＜Ｎの時その出力より異物の
存在を知らせる異物検出信号を継続して送出する
ようになつている。尚、カウンタ１３におけるカ
ウント値は、コンパレータ１１の出力が「Ｈ」レ
ベルとなつた以降デイレイ回路１８において所定
時間が経過した後リセツトされるようになつてお
り、デイレイ回路１９における遅延時間は、比較
器１６における比較動作時間よりも若干長めに設
定されている。

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。すなわち、投光源２の出射
する光はレンズ３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４を透過して回転ミラ
ー５に照射される。今、この回転ミラー５がパル
スモータ６により回転駆動されているものとする
と、回転ミラー５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２図は、回転ミラー５の回転に伴
つて受光素子９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５の反射面が
入射されるスポツトビームに対して第３図ａに示
すように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９にて受
光され（第２図のａ点）、その後回転ミラー５の
回転に伴つて受光素子９に照射される光が一時途
絶える（第２図のｂ点）。そして、回転ミラー５
が第３図ｂに示すような位置まで回転した時、回
転ミラー５の反射するスポツトビームが反射面７
の部分ミラー７_-1に照射され始め、この光が反射
して回転ミラー５およびハーフミラー４の鏡面を
経由して受光素子９にて受光されるようになる
（第２図のｃ点）。この時、受光素子９にて受光さ
れる光の強さは、回転ミラー５の反射するスポツ
トビームが部分ミラー７_-1を経由して間接的に入
射されるので、回転ミラー５において直接反射し
受光される光（第３図ａ）よりも弱く、この光は
回転ミラー５がさらに回転しそのスポツトビーム
が第３図ｃに示すように部分ミラー７_-1の終端ま
で移動した時点で一端消失する（第２図のｄ点）。
そして、回転ミラー５の継続する回転に伴つて、
今度はそのスポツトビームが第３図ｄに示すよう
に隣接する部分ミラー７_-2に照射され始め、この
光が反射して再び回転ミラー５およびハーフミラ
ー４の鏡面を経由して受光素子９にて受光される
ようになる（第２図のｅ点）。以下同様にして、
回転ミラー５の反射するスポツトビームの回転移
動に伴いこの光が各部分ミラーにおいて断続的に
反射し、回転ミラー５およびハーフミラー４の鏡
面を経由して受光素子９にて受光されるようにな
る。しかして、回転ミラー５の反射するスポツト
ビームが部分ミラー７_-oの終端面に達した時（第
３図ｅ）、受光素子９にて受光される最後の弱い
光が消失し（第２図のｆ点）、引き続く回転ミラ
ー５の回転に伴つて次の原点位置で再び強い光が
受光素子９に入射されるようになる（第２図のｇ
点）。

つまり、回転ミラー５の回転に伴い受光素子９
を介して第２図と略同一波形の電圧信号が異物検
出回路１０のコンパレータ１１および１２に入力
されるようになる。そして、コンパレータ１１お
よび１２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、共に「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、「Ｌ」および「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
２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２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。

今、受光素子９に第２図のａ点において強い光
が受光されたとする。この時、コンパレータ１１
および１２の出力は「Ｈ」レベルとなり、デイレ
イ回路１８において所定時間が経過した後、カウ
ンタ１３におけるカウント値がリセツトされる。
すなわち、デイレイ回路１８の遅延時間τは、第
２図のａ点において強い光が受光された後ｃ点に
おいて弱い光が受光されるまでの時間よりも短く
設定されており、以降カウンタ１３はコンパレー
タ１２より送出される「Ｈ」レベルの信号の立ち
下がり回数をカウントする。しかして、第２図の
ｇ点において再びコンパレータ１１の出力が
「Ｈ」レベルとなると、ラツチ回路１４がカウン
タ１３におけるカウント値をラツチし、このラツ
チされたカウント値Naと基準カウント数設定器
１５に設定されたカウント値Ｎとが比較器１６に
て比較される。この時ラツチ回路１４においてラ
ツチされるカウント値Naは、第２図のａ点から
ｇ点に達するまでの間（原点位置の１サイクル
中）に受光素子９に入射される弱い光の断続回数
であり、回転ミラー５の反射するスポツトビーム
に何らかの異物が作用した場合には、この断続回
数が部分ミラー７_-1〜７_-oの個数よりも少なくな
る。すなわち、回転ミラー５の反射するスポツト
ビームに異物が作用すると、部分ミラー７_-1〜７
_−ｏのいずれかにそのスポツトビームが照射されな
くなり、回転ミラー５およびハーフミラー４の鏡
面を経由して受光素子９に導かれる弱い光の断続
回数が減少する。つまり、回転ミラー５の反射す
るスポツトビームに何の異物も作用しない場合に
は、受光素子９に導かれる弱い光の断続回数は部
分ミラー７_-1〜７_-oの個数に等しく、基準カウン
ト数設定器１５に設定されるカウント値Ｎがこの
部分ミラー７_-1〜７_-oの個数に等しく設定されて
いる。したがつて、回転ミラー５の反射するスポ
ツトビームに何らかの異物が作用した場合には、
比較器１６における比較結果がNa＜Ｎとなり、
ラツチ回路１７より異物検出信号が送出されるよ
うになり、この異物検出信号より作業テーブル１
上の異物の存在を認識することが可能となる。

尚、本実施例においては、作業テーブル１上の
みならず、その周辺部までを含むθなる範囲角内
の全てが被異物検出板面となつており、この被異
物検出板面上の異物の存在が認識されることは言
うまでもない。また、本実施例においては異物の
存在のみを知るような構成としたが、どの位置の
部分ミラーに照射されるスポツトビームが遮光さ
れたかの情報をそのカウント値から知るように構
成することもでき、このようにすることによつて
異物の存在のみならず、その存在領域をも認識す
ることが可能となる。また、基準カウント数設定
器１５に設定するカウント値は、部分ミラー７_-1
〜７_-oの個数が予め分るのでデジスイツチ等で設
定してもよいが、回転ミラー５のスポツトビーム
で部分ミラー７_-1〜７_-oの個数をサーチし、自動
的に設定するような構成としてもよい。さらに、
本実施例においてはハーフミラー４の鏡面に回転
ミラー５の反射光が直接照射される時点を原点位
置とし、この原点位置の１サイクル中にハーフミ
ラー４の鏡面に回転ミラー５の反射光が反射面７
を経由して間接的に照射される回数をカウントす
るようにしたが、必ずしも原点位置を基準として
カウントする必要はなく、回転ミラー５の１回転
毎にそのカウント値をリセツトするような構成と
してもよい。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案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回転ミラーの反射
光を回転ミラーを経由してハーフミラーの鏡面に
導く反射面を断続的に配列し、前記ハーフミラー
の鏡面に回転ミラーの反射光が前記反射面を介し
て間接的に照射される回数をカウントし、このカ
ウント値に基づいて前記板面上の異物のり検出を
行うようにしたので、そのカウント値の大小によ
つて異物の検出が可能となり、従来のように多数
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
良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案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３図は回転ミラーの回転位置とこの回転ミ
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である。 １……作業テーブル、２……投光源、４……ハ
ーフミラー、５……回転ミラー、６……パルスモ
ータ、７……反射板、７_-1〜７_-o……部分ミラ
ー、９……受光素子、１０……異物検出回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 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断続的に配列される
   と共に、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を経由
   してハーフミラーの鏡面に導く反射面と、 前記ハーフミラーの鏡面に前記回転ミラーの反
   射光が前記反射面を介して間接的に照射される回
   数をカウントしこのカウント値に基づいて前記板
   面上の異物の検出を行う異物検出手段と を備えてなる光学式異物検出装置。