JPH0526620A - レーザ式センサの動作不良検知方法 - Google Patents
レーザ式センサの動作不良検知方法Info
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- JPH0526620A JPH0526620A JP20758691A JP20758691A JPH0526620A JP H0526620 A JPH0526620 A JP H0526620A JP 20758691 A JP20758691 A JP 20758691A JP 20758691 A JP20758691 A JP 20758691A JP H0526620 A JPH0526620 A JP H0526620A
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- JP
- Japan
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- sensor
- reflection mirror
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 非接触形のレーザ式センサの検出素子の動作
不良をチェックする方法を提供する。 【構成】 デジタイザのテーブル3上に検知補助部材を
所定位置に取付ける。そしてレーザ式センサ8のレーザ
光を反射ミラー12で反射させ集光レンズ8aでCCD
検出素子9の画素上に集光投射して焦点を結ばせる。組
の画素群に対して反射ミラー12の角度θi及びセンサ
の反射ミラー12からのZ軸距離Ziを記憶回路22か
ら読み出しその受光時の各組の画素群の出力分布値を画
素群の正常時の出力分布と比較して不良画素位置を記憶
し、事前にCCDの機能を確認するものである。
不良をチェックする方法を提供する。 【構成】 デジタイザのテーブル3上に検知補助部材を
所定位置に取付ける。そしてレーザ式センサ8のレーザ
光を反射ミラー12で反射させ集光レンズ8aでCCD
検出素子9の画素上に集光投射して焦点を結ばせる。組
の画素群に対して反射ミラー12の角度θi及びセンサ
の反射ミラー12からのZ軸距離Ziを記憶回路22か
ら読み出しその受光時の各組の画素群の出力分布値を画
素群の正常時の出力分布と比較して不良画素位置を記憶
し、事前にCCDの機能を確認するものである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は非接触形センサ特にレー
ザ光式センサの素子動作不良即ち検出素子の不良を検知
する方法に関する。
ザ光式センサの素子動作不良即ち検出素子の不良を検知
する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】非接触式デジタイザに用いるレーザ式セ
ンサの検出素子の画素の不具合を動作前にチェックする
ことが行われていなかった。
ンサの検出素子の画素の不具合を動作前にチェックする
ことが行われていなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このため検出素子に例
えばCCDの画素の感度不良,部分破壊等が発生すると
検知精度の不良,デジタイザとしての機能不良となる。
また場合によってはセンサと本機の衝突という事態が起
こる恐れがある。本発明は従来のこのような問題点に鑑
みなされたもので、その目的とするところは事前に検出
素子の動作不良を検知して使用可否を判断し信頼できる
センサとする検出素子の動作不良検知方法を提供しよう
とするものである。
えばCCDの画素の感度不良,部分破壊等が発生すると
検知精度の不良,デジタイザとしての機能不良となる。
また場合によってはセンサと本機の衝突という事態が起
こる恐れがある。本発明は従来のこのような問題点に鑑
みなされたもので、その目的とするところは事前に検出
素子の動作不良を検知して使用可否を判断し信頼できる
センサとする検出素子の動作不良検知方法を提供しよう
とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明は、センサのレーザ光照射位置に設けられ旋
回手段で反射角度を変更できるミラーにより反射される
レーザ光をセンサの検出素子の検知領域を分割した位置
に順次照射するように前記旋回手段を制御して検出素子
の各位置の検出出力が正常か否かを検査するものであ
る。
めに本発明は、センサのレーザ光照射位置に設けられ旋
回手段で反射角度を変更できるミラーにより反射される
レーザ光をセンサの検出素子の検知領域を分割した位置
に順次照射するように前記旋回手段を制御して検出素子
の各位置の検出出力が正常か否かを検査するものであ
る。
【0005】
【作用】デジタイザの計測に入る前に旋回手段,反射ミ
ラーでなる検知補助部材をテーブル上に取付けレーザ式
センサを反射ミラー上部に位置決めして旋回手段で反射
ミラーを所定角度に順次旋回するとともにセンサのZ軸
位置を制御して反射光を検知領域を分割した画素上に投
影焦点を結ばせこのときの画素群の各画素の出力値が設
定値を下がったものについては不良とするものである。
ラーでなる検知補助部材をテーブル上に取付けレーザ式
センサを反射ミラー上部に位置決めして旋回手段で反射
ミラーを所定角度に順次旋回するとともにセンサのZ軸
位置を制御して反射光を検知領域を分割した画素上に投
影焦点を結ばせこのときの画素群の各画素の出力値が設
定値を下がったものについては不良とするものである。
【0006】
【実施例】以下図1〜図3にもとづき説明する。ベッド
1上の案内面上にモデル2を取付けてX軸方向移動制御
可能なテーブル3が載置され、またベッド1の両側面に
設立したコラム4にトップビーム5が取付けられて門形
コラムが形成されている。トップビーム5にはY軸方向
移動制御可能な主軸頭6が懸架され、クイル7がZ軸移
動制御可能に支承されている。そしてクイル7には非接
触形のレーザ式センサ8が装着されている。このレーザ
式センサ8のレーザ光は投射レンズによって測定点に焦
点を結ぶ収斂光であって、モデルからの反射光を受光レ
ンズ8aによって検出素子例えばCCD検出素子9の画
素上に収斂され焦点が結ばれる。CCD検出素子9の受
光した画素からは所定レベルの出力が得られる。そして
この出力は制御装置10に送られ記憶される。
1上の案内面上にモデル2を取付けてX軸方向移動制御
可能なテーブル3が載置され、またベッド1の両側面に
設立したコラム4にトップビーム5が取付けられて門形
コラムが形成されている。トップビーム5にはY軸方向
移動制御可能な主軸頭6が懸架され、クイル7がZ軸移
動制御可能に支承されている。そしてクイル7には非接
触形のレーザ式センサ8が装着されている。このレーザ
式センサ8のレーザ光は投射レンズによって測定点に焦
点を結ぶ収斂光であって、モデルからの反射光を受光レ
ンズ8aによって検出素子例えばCCD検出素子9の画
素上に収斂され焦点が結ばれる。CCD検出素子9の受
光した画素からは所定レベルの出力が得られる。そして
この出力は制御装置10に送られ記憶される。
【0007】検出素子の動作の良否を検知する検知補助
部材は制御装置10で制御されるパルスモータ11の出
力軸にその軸心を含む面を反射面とする反射ミラー12
が取付けられていて、取付け・取外し自在のユニットに
形成されている。そして反射ミラー12の旋回軸心が正
確にテーブル3上の所定位置となるようにテーブル3の
取付位置が規定されている。CCD検出素子は例えば1
画素7μmの画素数5000個が一直線上に並べられている
ものとする。そして検知補助部材のパルスモータ11の
出力軸に対してCCD検出素子9の画素の配列方向が直
交するような関係になされている。
部材は制御装置10で制御されるパルスモータ11の出
力軸にその軸心を含む面を反射面とする反射ミラー12
が取付けられていて、取付け・取外し自在のユニットに
形成されている。そして反射ミラー12の旋回軸心が正
確にテーブル3上の所定位置となるようにテーブル3の
取付位置が規定されている。CCD検出素子は例えば1
画素7μmの画素数5000個が一直線上に並べられている
ものとする。そして検知補助部材のパルスモータ11の
出力軸に対してCCD検出素子9の画素の配列方向が直
交するような関係になされている。
【0008】CCD検出素子9の各画素上には所定以上
の光量が照射されるべく、反射光はレンズ8aの中心を
通るように鉛直方向のレーザ光に対して反射ミラー12
上の焦点が反射ミラー旋回中心より所定距離を離れてお
り、反射光が画素上をなぞっていく場合の反射ミラー1
2の角度θiがパルスモータ11で規制される。またC
CD検出素子9の画素上に焦点が常に結ばれるように角
度θiに対応してクイル7をZ軸制御してセンサ8の反
射ミラー12との距離Ziが調整される。
の光量が照射されるべく、反射光はレンズ8aの中心を
通るように鉛直方向のレーザ光に対して反射ミラー12
上の焦点が反射ミラー旋回中心より所定距離を離れてお
り、反射光が画素上をなぞっていく場合の反射ミラー1
2の角度θiがパルスモータ11で規制される。またC
CD検出素子9の画素上に焦点が常に結ばれるように角
度θiに対応してクイル7をZ軸制御してセンサ8の反
射ミラー12との距離Ziが調整される。
【0009】NC制御装置10には以下のものが含まれ
ている。制御線図を示す図4において、21はCCD検
出素子9の数個を組とした画素群または各画素へ反射光
が集光レンズ8aの中心を通って入射されるときの反射
ミラー12の角度θi及びCCD検出素子の画素群中心
上に焦点を結ぶときのセンサ8のZ軸位置Ziとの計算
値を入力するMDI、22は入力された計算値を記憶す
る記憶回路、23は指令値と現在値との比較演算回路、
24はZi(X,Y)の関数発生回路、
ている。制御線図を示す図4において、21はCCD検
出素子9の数個を組とした画素群または各画素へ反射光
が集光レンズ8aの中心を通って入射されるときの反射
ミラー12の角度θi及びCCD検出素子の画素群中心
上に焦点を結ぶときのセンサ8のZ軸位置Ziとの計算
値を入力するMDI、22は入力された計算値を記憶す
る記憶回路、23は指令値と現在値との比較演算回路、
24はZi(X,Y)の関数発生回路、
【0010】25はZ軸駆動回路、26はZ軸(クイル
7)を上下動させるサーボモータ、27はZ軸エンコー
ダである。28はパルス発生器、29は反射ミラーの旋
回割出回路、30はCCD検出素子9の画素数の数個を
組として設定した分割数nになるまで反射ミラーの旋回
割出毎に回数1を加算しnと比較する反射ミラー割出度
数加算比較回路、31は反射ミラー12の割出回数がn
に達すると1を加え設定した回数例えば3即ち繰返し回
数3と比較する繰返し回数加算比較回路、
7)を上下動させるサーボモータ、27はZ軸エンコー
ダである。28はパルス発生器、29は反射ミラーの旋
回割出回路、30はCCD検出素子9の画素数の数個を
組として設定した分割数nになるまで反射ミラーの旋回
割出毎に回数1を加算しnと比較する反射ミラー割出度
数加算比較回路、31は反射ミラー12の割出回数がn
に達すると1を加え設定した回数例えば3即ち繰返し回
数3と比較する繰返し回数加算比較回路、
【0011】32は反射ミラー割出度数加算比較回路3
0で加算される毎にθi,Ziを順次指令しnの倍数と
なったとき反射ミラー12を初期位置に逆転させる指令
を出し、さらに繰返し回数3(3n)に達したときチェ
ック完了とするプログラム解析部である。35はX軸駆
動回路、36はX軸駆動用サーボモータ、37はY軸駆
動回路、38はY軸駆動用サーボモータである。
0で加算される毎にθi,Ziを順次指令しnの倍数と
なったとき反射ミラー12を初期位置に逆転させる指令
を出し、さらに繰返し回数3(3n)に達したときチェ
ック完了とするプログラム解析部である。35はX軸駆
動回路、36はX軸駆動用サーボモータ、37はY軸駆
動回路、38はY軸駆動用サーボモータである。
【0012】40はセンサ8のCCD検出素子9の画素
群の出力分布を各組毎に順に記憶する記憶回路、41は
繰返し回数が設定値になったときの設定回数の平均分布
値を演算する平均値演算回路、42は設定分布値と平均
分布値とを比較し各画素に対して動作状態の良否を判定
する画素分布比較判定回路、43は判定結果により不良
画素があればそのアドレスを記憶する不良画素アドレス
記憶回路である。
群の出力分布を各組毎に順に記憶する記憶回路、41は
繰返し回数が設定値になったときの設定回数の平均分布
値を演算する平均値演算回路、42は設定分布値と平均
分布値とを比較し各画素に対して動作状態の良否を判定
する画素分布比較判定回路、43は判定結果により不良
画素があればそのアドレスを記憶する不良画素アドレス
記憶回路である。
【0013】このように構成されたものにおいて、反射
レーザ光は画素ピッチより数倍の巾を有するものとする
と、1列に配列された画素は中心の一点を最高出力とし
てその両側が次第に出力が下がり正規分布の出力曲線を
画く。したがってその出力レベルの安定した値例えば正
規出力の1/2以上を出力するのは5個とすると、反射
光が35μピッチで移動するように反射ミラー12の角
度θiが計算され且Z軸距離Ziが計算されて事前にM
DI21に入力され記憶回路22に記憶されているもの
とする。そしてプログラム解析部32にはθi,Ziを
1ピッチずつ変更し1巡次繰返すためにθi,Ziを初
期値にもどすプログラムが内蔵されているものとする。
レーザ光は画素ピッチより数倍の巾を有するものとする
と、1列に配列された画素は中心の一点を最高出力とし
てその両側が次第に出力が下がり正規分布の出力曲線を
画く。したがってその出力レベルの安定した値例えば正
規出力の1/2以上を出力するのは5個とすると、反射
光が35μピッチで移動するように反射ミラー12の角
度θiが計算され且Z軸距離Ziが計算されて事前にM
DI21に入力され記憶回路22に記憶されているもの
とする。そしてプログラム解析部32にはθi,Ziを
1ピッチずつ変更し1巡次繰返すためにθi,Ziを初
期値にもどすプログラムが内蔵されているものとする。
【0014】図5に示す制御の流れ線図で、ステップS
1においてプログラム解析部32がクイル7のチェック
位置を指令する。ステップS2において記憶回路22よ
り補助部材のX軸,Y軸値を読み出し関数発生器24に
よりX軸駆動回路35,Y軸駆動回路37によりそれぞ
れのモータ36,38が回転されクイル7を検知補助部
材の真上に位置決めする。ステップS3においてセンサ
電源をオンとする。ステップS4においてプログラム解
析部32がCCD検出素子9の画素の端の初期位置に対
するZ1 を指令する。ステップS5において記憶回路2
2よりZiを読みだし関数発生器24よりZ軸駆動回路
25でサーボモータ26を駆動してクイル7を位置決め
する。
1においてプログラム解析部32がクイル7のチェック
位置を指令する。ステップS2において記憶回路22よ
り補助部材のX軸,Y軸値を読み出し関数発生器24に
よりX軸駆動回路35,Y軸駆動回路37によりそれぞ
れのモータ36,38が回転されクイル7を検知補助部
材の真上に位置決めする。ステップS3においてセンサ
電源をオンとする。ステップS4においてプログラム解
析部32がCCD検出素子9の画素の端の初期位置に対
するZ1 を指令する。ステップS5において記憶回路2
2よりZiを読みだし関数発生器24よりZ軸駆動回路
25でサーボモータ26を駆動してクイル7を位置決め
する。
【0015】エンコーダ27の出力のフィードバックに
より比較演算回路23とで指令値を比較され正確な位置
決めが行われる。ステップS6においてプログラム解析
部32によりCCD検出素子9の端の画素の第1の組に
対する反射ミラーの角度θ1 が指令される。ステップS
7において記憶回路22よりθ1 を読みだしパルス発生
器28よりのパルスで反射ミラー旋回割出回路29を駆
動しパルス数に対応しパルスモータ11を駆動し反射ミ
ラーの角度を割出す。
より比較演算回路23とで指令値を比較され正確な位置
決めが行われる。ステップS6においてプログラム解析
部32によりCCD検出素子9の端の画素の第1の組に
対する反射ミラーの角度θ1 が指令される。ステップS
7において記憶回路22よりθ1 を読みだしパルス発生
器28よりのパルスで反射ミラー旋回割出回路29を駆
動しパルス数に対応しパルスモータ11を駆動し反射ミ
ラーの角度を割出す。
【0016】ステップS8においてセンサ8のレーザビ
ームの反射光を入射したCCD検出素子9の初めの組の
画素群の出力分布を記憶装置40に記憶する。ステップ
S9において反射ミラー割出度数加算比較回路30で度
数1を加え、ステップS10においてi+1がnより小
さいかを判断する。この場合nは5000÷5=1000であ
る。YESであればステップS11において、プログラ
ム解析部32がZ軸Zi+1を指令する。ステップS1
2において記憶回路22よりZi+1を読みだし関数発
生器24によりZ軸駆動回路25でモータ26を回転し
エンコーダ27の現在値と指令値が一致される。
ームの反射光を入射したCCD検出素子9の初めの組の
画素群の出力分布を記憶装置40に記憶する。ステップ
S9において反射ミラー割出度数加算比較回路30で度
数1を加え、ステップS10においてi+1がnより小
さいかを判断する。この場合nは5000÷5=1000であ
る。YESであればステップS11において、プログラ
ム解析部32がZ軸Zi+1を指令する。ステップS1
2において記憶回路22よりZi+1を読みだし関数発
生器24によりZ軸駆動回路25でモータ26を回転し
エンコーダ27の現在値と指令値が一致される。
【0017】ステップS13においてプログラム解析部
32が反射ミラー12の角度θi+1を指令する。ステ
ップS14において記憶回路22よりθi+1を読み出
しパルス発生器28により反射ミラー旋回割出回路29
でパルスモータ11を回転して反射ミラー12を割出
す。ついでステップS8に移行する。ステップS10に
おいてNOであればステップS15においてi+1がn
に等しいかを判断する。YESであればステップS4に
移行しプログラム解析部32の指令により反射ミラー1
2の角度及びクイルのZ軸位置を始めのθi,Ziに戻
して以後第2回目のステップが続行される。
32が反射ミラー12の角度θi+1を指令する。ステ
ップS14において記憶回路22よりθi+1を読み出
しパルス発生器28により反射ミラー旋回割出回路29
でパルスモータ11を回転して反射ミラー12を割出
す。ついでステップS8に移行する。ステップS10に
おいてNOであればステップS15においてi+1がn
に等しいかを判断する。YESであればステップS4に
移行しプログラム解析部32の指令により反射ミラー1
2の角度及びクイルのZ軸位置を始めのθi,Ziに戻
して以後第2回目のステップが続行される。
【0018】ステップS15においてNOであればステ
ップS16においてi+1が2nより小さいかを判断す
る。YESであれば再びステップS11,S12,S1
3…が繰返される。ステップS16においてNOであれ
ばステップS17においてi+1が2nに等しいかを判
断する。YESであればステップS4に移行し、プログ
ラム解析部32で同様に第3回目のステップが続行され
る。ステップS17においてNOであればステップS1
8で3n=i+1が比較され、NOであればステップS
11に移行されYESとなる迄続行される。YESとな
るとステップS19において記憶回路40に記憶された
画素の各組の3回の検出値が順次平均値演算回路41で
平均分布値が算出される。
ップS16においてi+1が2nより小さいかを判断す
る。YESであれば再びステップS11,S12,S1
3…が繰返される。ステップS16においてNOであれ
ばステップS17においてi+1が2nに等しいかを判
断する。YESであればステップS4に移行し、プログ
ラム解析部32で同様に第3回目のステップが続行され
る。ステップS17においてNOであればステップS1
8で3n=i+1が比較され、NOであればステップS
11に移行されYESとなる迄続行される。YESとな
るとステップS19において記憶回路40に記憶された
画素の各組の3回の検出値が順次平均値演算回路41で
平均分布値が算出される。
【0019】ステップS19において記憶回路40に記
憶された各組の3回の検出値が順次平均値演算回路41
で平均分布値が算出される。ステップS20で設定され
た分布値と画素出力分布比較判定回路42で判定され、
不良画素があればステップS21で不良画素アドレス記
憶回路43に記憶される。ステップS22において画素
分割の全組の比較終わりかが判断されNOであればステ
ップS19に移行して順次比較が行われステップS22
でYESとなれば終了する。そして不良画素は除外され
て使用されるが、致命的であれば交換されるものであ
る。
憶された各組の3回の検出値が順次平均値演算回路41
で平均分布値が算出される。ステップS20で設定され
た分布値と画素出力分布比較判定回路42で判定され、
不良画素があればステップS21で不良画素アドレス記
憶回路43に記憶される。ステップS22において画素
分割の全組の比較終わりかが判断されNOであればステ
ップS19に移行して順次比較が行われステップS22
でYESとなれば終了する。そして不良画素は除外され
て使用されるが、致命的であれば交換されるものであ
る。
【0020】なお本実施例ではCCD検出素子の画素を
1列に配列したもので説明したが複数列配列したもの
は、1列のチェックが終わったあとセンサをX,Y位置
決めの制御して1列分ずらせて同様に実施することがで
きる。なお実施例の素子では7μmの5000組であるから
35mmの範囲をピッチ7μmで光点が移動するように
θi及び焦点を結ぶようZiの値を制御装置9の記憶回
路に記憶させておき、1画素ずつチェックしていくよう
にしてもよい。
1列に配列したもので説明したが複数列配列したもの
は、1列のチェックが終わったあとセンサをX,Y位置
決めの制御して1列分ずらせて同様に実施することがで
きる。なお実施例の素子では7μmの5000組であるから
35mmの範囲をピッチ7μmで光点が移動するように
θi及び焦点を結ぶようZiの値を制御装置9の記憶回
路に記憶させておき、1画素ずつチェックしていくよう
にしてもよい。
【0021】
【発明の効果】上述のように構成したので本発明は以下
の効果を奏する。実動作に入る前にセンサ8の機能が確
認され劣化の程度が把握できるので、不良によるデータ
の取直しの時間のロスまた不正確なまま実行することに
よる信頼性の低下などの被害を最少に押さえることがで
きる。さらにセンサ不良を事前に検知することによりセ
ンサ,機械の破損を未然に防ぐことができる。
の効果を奏する。実動作に入る前にセンサ8の機能が確
認され劣化の程度が把握できるので、不良によるデータ
の取直しの時間のロスまた不正確なまま実行することに
よる信頼性の低下などの被害を最少に押さえることがで
きる。さらにセンサ不良を事前に検知することによりセ
ンサ,機械の破損を未然に防ぐことができる。
【図1】レーザ式センサと検知補助部材とを示す図であ
る。
る。
【図2】検知時のレーザビームの光路を示す図である。
【図3】デジタイザを示す図である。
【図4】制御ブロック線図である。
【図5】制御の流れ図である。
【図6】制御の流れ図である。
7 クイル 8 センサ 9 CCD検出素子 11 パルスモータ 12 反射ミラー
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 レーザ式センサのレーザ光照射位置に設
けられ旋回手段で反射角度を変更できるミラーにより反
射されるレーザ光をセンサの検出素子の検知領域を分割
した位置に順次照射するように前記旋回手段を制御し
て、検出素子の各位置の検出出力が正常か否かを検査す
ることを特徴とするレーザ式センサの動作不良検知方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20758691A JPH0526620A (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | レーザ式センサの動作不良検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20758691A JPH0526620A (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | レーザ式センサの動作不良検知方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0526620A true JPH0526620A (ja) | 1993-02-02 |
Family
ID=16542222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20758691A Pending JPH0526620A (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | レーザ式センサの動作不良検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0526620A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102941509A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-02-27 | 商友云 | 刀调仪摄像装置y向自动调节机构 |
| KR20180119487A (ko) * | 2017-04-25 | 2018-11-02 | 가부시기가이샤 디스코 | 레이저 가공 장치의 높이 위치 검출 유닛의 평가용 지그 및 레이저 가공 장치의 높이 위치 검출 유닛의 평가 방법 |
| CN117564973A (zh) * | 2024-01-16 | 2024-02-20 | 常州建富光电仪器有限公司 | 一种激光测距仪批量检测用智能夹持工装及方法 |
-
1991
- 1991-07-24 JP JP20758691A patent/JPH0526620A/ja active Pending
Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
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