JPH0820227B2 - ワーク間の幅および段差検出装置 - Google Patents
ワーク間の幅および段差検出装置Info
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- JPH0820227B2 JPH0820227B2 JP1043834A JP4383489A JPH0820227B2 JP H0820227 B2 JPH0820227 B2 JP H0820227B2 JP 1043834 A JP1043834 A JP 1043834A JP 4383489 A JP4383489 A JP 4383489A JP H0820227 B2 JPH0820227 B2 JP H0820227B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、投光側にレーザあるいは発光ダイオード
（LED）を用い、受光側に２次元光位置検出器を用いた
光切断法による光学式センサにおけるワーク間の幅およ
び段差検出装置に関するものである。
（LED）を用い、受光側に２次元光位置検出器を用いた
光切断法による光学式センサにおけるワーク間の幅およ
び段差検出装置に関するものである。
従来から、例えば特開昭63−71674号公報、特開昭63
−84851号公報、あるいは特開昭63−95306号公報に示さ
れているように、光切断法による２次元光位置検出器を
用いた光学式センサは一般に知られており、また、この
光学式センサを用いたワーク間の幅および段差検出装置
も知られている。
−84851号公報、あるいは特開昭63−95306号公報に示さ
れているように、光切断法による２次元光位置検出器を
用いた光学式センサは一般に知られており、また、この
光学式センサを用いたワーク間の幅および段差検出装置
も知られている。
ところで、従来のワーク間の幅および段差検出装置に
おいて、ワーク間の幅を検出する場合には、第７図にビ
ームの信号波形とともに示すフローチャートの方法によ
り検出している。
おいて、ワーク間の幅を検出する場合には、第７図にビ
ームの信号波形とともに示すフローチャートの方法によ
り検出している。
すなわち、ワーク間の幅は、まず信号波形上の多数の
サンプリング点の光量をそれぞれチェックするととも
に、閾値（29）以下の隙間部分（30）のサンプリング個
数をカウントする（ステップ（71））。次いでこのカウ
ント数の全サンプリング個数に対する割合とビームの長
さとの積により、ワーク間の幅を算出する（ステップ
（72））。そしてこの際、ビームの長さは、定数として
扱われる。
サンプリング点の光量をそれぞれチェックするととも
に、閾値（29）以下の隙間部分（30）のサンプリング個
数をカウントする（ステップ（71））。次いでこのカウ
ント数の全サンプリング個数に対する割合とビームの長
さとの積により、ワーク間の幅を算出する（ステップ
（72））。そしてこの際、ビームの長さは、定数として
扱われる。
上記のような従来のワーク間の幅および段差検出装置
では、ビームの長さを定数としてワーク間の幅を検出し
ているが、実際には、ビームの長さは、ワークからセン
サヘッドまでの高さが変化すると変化するものであるた
め、ワーク間の幅が一定でも、センサヘッドの高さによ
り、幅の測定値が変化してしまうという課題があった。
では、ビームの長さを定数としてワーク間の幅を検出し
ているが、実際には、ビームの長さは、ワークからセン
サヘッドまでの高さが変化すると変化するものであるた
め、ワーク間の幅が一定でも、センサヘッドの高さによ
り、幅の測定値が変化してしまうという課題があった。
この発明は、係る課題を解決するためになされたもの
で、ワークからのセンサヘッドの高さが変化しても、ワ
ーク間の幅および段差を正確かつ安定に検出することが
できるワーク間の幅および段差検出装置を得ることを目
的とする。
で、ワークからのセンサヘッドの高さが変化しても、ワ
ーク間の幅および段差を正確かつ安定に検出することが
できるワーク間の幅および段差検出装置を得ることを目
的とする。
この発明に係るワーク間の幅および段差検出装置は、
投光側にレーザあるいはLEDを用い、受光側に２次元光
位置検出器を用いた光切断法によるワーク間の幅および
段差検出装置において、 前記２次元光位置検出器上のビームの像の上にある複
数の各サンプリング点の情報を記憶するとともに、前記
サンプリング点の中から光量が所定値以下となるワーク
間のサンプリング点の数をカウント記憶するサンプリン
グ点情報記憶手段と、前記サンプリング点情報記憶手段
の記憶内容に基づき、前記２次元光位置検出器上のビー
ムの像の長さを演算するビーム像長演算手段と、前記２
次元光位置検出器上のビームの像の長さから実際のビー
ムの長さを求めるための関係を示す関係式を記憶するビ
ーム長演算手段と、前記実際のビーム長に、前記ワーク
間のサンプリング点数が全サンプリング点数に占める割
合を乗ずることによって、ワーク間の幅を演算する幅演
算手段と、全サンプリング点のうち安定したばらつきの
少ない点から回帰直線を求めるとともに、前記ワーク間
のサンプリング点からワーク間の両端のＸ座標を求め、
前記両端のＸ座標における回帰直線のＹ座標を求めるこ
とにより、ワーク間の段差を演算する段差演算手段とを
具備するようにしたものである。
投光側にレーザあるいはLEDを用い、受光側に２次元光
位置検出器を用いた光切断法によるワーク間の幅および
段差検出装置において、 前記２次元光位置検出器上のビームの像の上にある複
数の各サンプリング点の情報を記憶するとともに、前記
サンプリング点の中から光量が所定値以下となるワーク
間のサンプリング点の数をカウント記憶するサンプリン
グ点情報記憶手段と、前記サンプリング点情報記憶手段
の記憶内容に基づき、前記２次元光位置検出器上のビー
ムの像の長さを演算するビーム像長演算手段と、前記２
次元光位置検出器上のビームの像の長さから実際のビー
ムの長さを求めるための関係を示す関係式を記憶するビ
ーム長演算手段と、前記実際のビーム長に、前記ワーク
間のサンプリング点数が全サンプリング点数に占める割
合を乗ずることによって、ワーク間の幅を演算する幅演
算手段と、全サンプリング点のうち安定したばらつきの
少ない点から回帰直線を求めるとともに、前記ワーク間
のサンプリング点からワーク間の両端のＸ座標を求め、
前記両端のＸ座標における回帰直線のＹ座標を求めるこ
とにより、ワーク間の段差を演算する段差演算手段とを
具備するようにしたものである。
この発明においては、ワーク間の幅を検出する際に、
２次元光位置検出器上のビームの像の長さを、予め求め
られている関係式に代入して実際のビームの長さを求め
る。そして、この実際のビームの長さを用いて、ワーク
間の幅の演算を行なう。このため、ワークからセンサヘ
ッドでまでの高さが変化しても、ワーク間の幅および段
差を、常に正確にかつ安定して検出することが可能とな
る。
２次元光位置検出器上のビームの像の長さを、予め求め
られている関係式に代入して実際のビームの長さを求め
る。そして、この実際のビームの長さを用いて、ワーク
間の幅の演算を行なう。このため、ワークからセンサヘ
ッドでまでの高さが変化しても、ワーク間の幅および段
差を、常に正確にかつ安定して検出することが可能とな
る。
第１図は、この発明に係るワーク間の幅および段差検
出装置の一実施例を示す全体構成図である。この実施例
は、第１図からも明らかなように、２次元光位置検出器
上のビームの像の上にある複数の各サンプリング点の情
報を記憶するサンプリング点情報記憶手段（１）、およ
び２次元光位置検出器上のビームの像の長さと実際のビ
ームの長さとの関係を示す関係式を記憶する関係式記憶
手段（２）をそれぞれ設け、ビーム像長演算手段（３）
において、上記サンプリング点情報記憶手段（１）の記
憶内容に基づき、２次元光位置検出器上のビームの像の
長さを演算するとともに、上記ビーム像長演算手段
（３）および関係式記憶手段（２）からの各出力に基づ
き、ビーム長演算手段（４）において実際のビームの長
さを演算し、このビーム長と上記サンプリング点情報記
憶手段（１）の記憶内容に基づき、幅演算手段（５）に
おいて、ワーク間の幅を演算するように構成されてい
る。また、ワーク間の段差は、上記サンプリング点情報
記憶手段（１）の記憶内容に基づき、段差演算手段
（６）において演算するように構成されている。
出装置の一実施例を示す全体構成図である。この実施例
は、第１図からも明らかなように、２次元光位置検出器
上のビームの像の上にある複数の各サンプリング点の情
報を記憶するサンプリング点情報記憶手段（１）、およ
び２次元光位置検出器上のビームの像の長さと実際のビ
ームの長さとの関係を示す関係式を記憶する関係式記憶
手段（２）をそれぞれ設け、ビーム像長演算手段（３）
において、上記サンプリング点情報記憶手段（１）の記
憶内容に基づき、２次元光位置検出器上のビームの像の
長さを演算するとともに、上記ビーム像長演算手段
（３）および関係式記憶手段（２）からの各出力に基づ
き、ビーム長演算手段（４）において実際のビームの長
さを演算し、このビーム長と上記サンプリング点情報記
憶手段（１）の記憶内容に基づき、幅演算手段（５）に
おいて、ワーク間の幅を演算するように構成されてい
る。また、ワーク間の段差は、上記サンプリング点情報
記憶手段（１）の記憶内容に基づき、段差演算手段
（６）において演算するように構成されている。
第２図は第１図の実施例に使用される光学式センサの
構成を示す斜視図であり、また第３図はそのハードウェ
ア構成を示すブロック図である。図中、（７）はレーザ
又はLEDによる光源で、この光源（７）からの光は、集
光レンズ（８）、ミラー（９）、スキャニングミラー
（10）、およびミラー（11）を介して対象物（12）の溶
接線（13）に入射し、この入射部からの反射光（14）の
一部を、レンズホルダ（15）に設けられた受光レンズ
（16）で受けた後、２次元光位置検出器（17）に集光す
る。（18）は上記各部品を収納するセンサヘッドであ
る。（19）は２次元光位置検出器（17）からの信号を増
幅するプリアンプ、（20）はオペアンプ等で構成される
バンドパスフィルタ（BPF）、（21）はBPF（20）の出力
信号を整流する半波整流回路、（22）は半波整流回路
（21）の出力信号を現信号の連続したアナログ信号によ
るローパスフィルタ（LP）、（23）はオペアンプ等で構
成される減算器、（24）は同様の構成の加算器、（25）
は減算器（23）および加算器（24）からの出力を受けて
割算を行なう除算器、（26）は除算器（25）の演算結果
のアナログ信号を標本化し、信号変換に要する時間だけ
保持するためのサンプルホールド回路（S/H）、（27）
は電界効果トランジスタ等で構成されるアナログスイッ
チ（ASW）、（28）はA/D変換器で、変換されたディジタ
ル信号を、CPUバスに出力するようになっている。
構成を示す斜視図であり、また第３図はそのハードウェ
ア構成を示すブロック図である。図中、（７）はレーザ
又はLEDによる光源で、この光源（７）からの光は、集
光レンズ（８）、ミラー（９）、スキャニングミラー
（10）、およびミラー（11）を介して対象物（12）の溶
接線（13）に入射し、この入射部からの反射光（14）の
一部を、レンズホルダ（15）に設けられた受光レンズ
（16）で受けた後、２次元光位置検出器（17）に集光す
る。（18）は上記各部品を収納するセンサヘッドであ
る。（19）は２次元光位置検出器（17）からの信号を増
幅するプリアンプ、（20）はオペアンプ等で構成される
バンドパスフィルタ（BPF）、（21）はBPF（20）の出力
信号を整流する半波整流回路、（22）は半波整流回路
（21）の出力信号を現信号の連続したアナログ信号によ
るローパスフィルタ（LP）、（23）はオペアンプ等で構
成される減算器、（24）は同様の構成の加算器、（25）
は減算器（23）および加算器（24）からの出力を受けて
割算を行なう除算器、（26）は除算器（25）の演算結果
のアナログ信号を標本化し、信号変換に要する時間だけ
保持するためのサンプルホールド回路（S/H）、（27）
は電界効果トランジスタ等で構成されるアナログスイッ
チ（ASW）、（28）はA/D変換器で、変換されたディジタ
ル信号を、CPUバスに出力するようになっている。
次に、上記実施例の動作について説明する。
まず、第４図に示す幅検出のフローチャートを参照し
ながら、ワーク間の幅検出について説明する。第４図に
示すステップ（41）において、第７図のステップ（71）
と同様、隙間部分（30）に相当する閾値（29）以下の光
量のサンプリング点数をカウントする。次いで、ステッ
プ（42）において、２次元光位置検出器（17）上のビー
ムの像の長さを求める。具体的には、第５図に示すよう
に、２次元光位置検出器（17）上のビームの像（51）の
両端のＸ座標（XLO）、（XRO）を求め、ビームの像の長
さ（｜LLO−XRO｜）を求める。
ながら、ワーク間の幅検出について説明する。第４図に
示すステップ（41）において、第７図のステップ（71）
と同様、隙間部分（30）に相当する閾値（29）以下の光
量のサンプリング点数をカウントする。次いで、ステッ
プ（42）において、２次元光位置検出器（17）上のビー
ムの像の長さを求める。具体的には、第５図に示すよう
に、２次元光位置検出器（17）上のビームの像（51）の
両端のＸ座標（XLO）、（XRO）を求め、ビームの像の長
さ（｜LLO−XRO｜）を求める。
次いで、ステップ（43）において、ビームの像（51）
の長さと実際のビームの長さとの関係を示す関係式を予
め求めておき、ステップ（42）で求めたビームの像（5
1）の長さを上記関係式に代入して実際のビームの長さ
を求める。
の長さと実際のビームの長さとの関係を示す関係式を予
め求めておき、ステップ（42）で求めたビームの像（5
1）の長さを上記関係式に代入して実際のビームの長さ
を求める。
次いで、ステップ（44）において、ステップ（41）で
求めた隙間部分（30）のサンプリング点数の全サンプリ
ング点数に占める割合と、ステップ（43）で求めた実際
のビームの長さとを乗算することにより、ワーク間の幅
を求める。
求めた隙間部分（30）のサンプリング点数の全サンプリ
ング点数に占める割合と、ステップ（43）で求めた実際
のビームの長さとを乗算することにより、ワーク間の幅
を求める。
次に、第６図（Ａ）に示す段差検出のフローチャート
および第６図（Ｂ）に示すこのフローチャートに対応す
る信号波形図を参照しながら、ワーク間の段差検出につ
いて説明する。まず、ステップ（61）において、サンプ
リング点が信用できる（安定したバラ付きの少ない領
域）部分（31）の左回帰直線（32）を求める。
および第６図（Ｂ）に示すこのフローチャートに対応す
る信号波形図を参照しながら、ワーク間の段差検出につ
いて説明する。まず、ステップ（61）において、サンプ
リング点が信用できる（安定したバラ付きの少ない領
域）部分（31）の左回帰直線（32）を求める。
次いで、ステップ（62）において、光量がDARKの部
分、すなわち隙間部分（30）の両端のＸ座標（XL）、
（XR）を求める。
分、すなわち隙間部分（30）の両端のＸ座標（XL）、
（XR）を求める。
次いで、ステップ（63）において、サンプリング点が
信用できる部分（33）の右回帰直線（34）を求める。
信用できる部分（33）の右回帰直線（34）を求める。
次いで、ステップ（64）において、Ｘ座標が（XL）の
左回帰直線（32）のＹ座標（YL）、およびＸ座標が
（XR）の右回帰直線（34）のＹ座標（YR）をそれぞれ計
算する。そしてその後、ステップ（65）において、ワー
ク間の段差（YR−YL）を求める。
左回帰直線（32）のＹ座標（YL）、およびＸ座標が
（XR）の右回帰直線（34）のＹ座標（YR）をそれぞれ計
算する。そしてその後、ステップ（65）において、ワー
ク間の段差（YR−YL）を求める。
なお、上記実施例では、隙間部分（30）を決定する閾
値（29）を定数とする場合を示したが、最大光量と最小
光量との比から求めた変数としてもよい。
値（29）を定数とする場合を示したが、最大光量と最小
光量との比から求めた変数としてもよい。
この発明は以上説明したとおり、ワーク間の幅および
段差検出に際し、ビームの像の長さと実際のビームの長
さとの関係を示す関係式を用いてビームの像の長さから
実際のビームの長さを求め、この実際のビーム長に、ワ
ーク間のサンプリング点数が全サンプリング点数に占め
る割合を乗ずることによって、ワーク間の幅を演算し、
また、全サンプリング点のうち安定したばらつきの少な
い点から回帰直線を求めるとともに、ワーク間のサンプ
リング点からワーク間の両端のＸ座標を求め、両端のＸ
座標における回帰直線のＹ座標を求めることにより、ワ
ーク間の段差を演算するようにしているので、比較的容
易に、かつ精度の高いワーク間の幅および段差検出装置
が得られる等の効果がある。
段差検出に際し、ビームの像の長さと実際のビームの長
さとの関係を示す関係式を用いてビームの像の長さから
実際のビームの長さを求め、この実際のビーム長に、ワ
ーク間のサンプリング点数が全サンプリング点数に占め
る割合を乗ずることによって、ワーク間の幅を演算し、
また、全サンプリング点のうち安定したばらつきの少な
い点から回帰直線を求めるとともに、ワーク間のサンプ
リング点からワーク間の両端のＸ座標を求め、両端のＸ
座標における回帰直線のＹ座標を求めることにより、ワ
ーク間の段差を演算するようにしているので、比較的容
易に、かつ精度の高いワーク間の幅および段差検出装置
が得られる等の効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示すワーク間の幅および
段差検出装置の全体構成図、第２図は光学式センサの斜
視図、第３図はそのハードウェア構成を示すブロック
図、第４図は上記実施例における幅検出方法を示すフロ
ーチャート、第５図は２次元光位置検出器上のビームの
像の長さを求める方法を示す説明図、第６図（Ａ）は上
記実施例における段差検出方法を示すフローチャート、
第６図（Ｂ）は第６図（Ａ）記載のフローチャートに対
応する信号波形図、第７図（Ａ）は従来装置における幅
検出方法を示すフローチャート、第７図（Ｂ）は第７図
（Ａ）記載のフローチャートに対応する信号波形図、で
ある。 （１）……サンプリング点情報記憶手段 （２）……関係式記憶手段 （３）……ビーム像長演算手段 （４）……ビーム長演算手段 （５）……幅検出手段 （６）……段差検出手段 （７）……光源 （17）……２次元光位置検出器 （18）……センサヘッド 尚、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
段差検出装置の全体構成図、第２図は光学式センサの斜
視図、第３図はそのハードウェア構成を示すブロック
図、第４図は上記実施例における幅検出方法を示すフロ
ーチャート、第５図は２次元光位置検出器上のビームの
像の長さを求める方法を示す説明図、第６図（Ａ）は上
記実施例における段差検出方法を示すフローチャート、
第６図（Ｂ）は第６図（Ａ）記載のフローチャートに対
応する信号波形図、第７図（Ａ）は従来装置における幅
検出方法を示すフローチャート、第７図（Ｂ）は第７図
（Ａ）記載のフローチャートに対応する信号波形図、で
ある。 （１）……サンプリング点情報記憶手段 （２）……関係式記憶手段 （３）……ビーム像長演算手段 （４）……ビーム長演算手段 （５）……幅検出手段 （６）……段差検出手段 （７）……光源 （17）……２次元光位置検出器 （18）……センサヘッド 尚、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】投光側にレーザあるいはLEDを用い、受光
側に２次元光位置検出器を用いた光切断法によるワーク
間の幅および段差検出装置において、 前記２次元光位置検出器上のビームの像の上にある複数
の各サンプリング点の情報を記憶するとともに、前記サ
ンプリング点の中から光量が所定値以下となるワーク間
のサンプリング点の数をカウント記憶するサンプリング
点情報記憶手段と、 前記サンプリング点情報記憶手段の記憶内容に基づき、
前記２次元光位置検出器上のビームの像の長さを演算す
るビーム像長演算手段と、 前記２次元光位置検出器上のビームの像の長さから実際
のビームの長さを求めるための関係を示す関係式を記憶
するビーム長演算手段と、 前記実際のビーム長に、前記ワーク間のサンプリング点
数が全サンプリング点数に占める割合を乗ずることによ
って、ワーク間の幅を演算する幅演算手段と、 全サンプリング点のうち安定したばらつきの少ない点か
ら回帰直線を求めるとともに、前記ワーク間のサンプリ
ング点からワーク間の両端のＸ座標を求め、前記両端の
Ｘ座標における回帰直線のＹ座標を求めることにより、
ワーク間の段差を演算する段差演算手段と、 を具備することを特徴とするワーク間の幅および段差検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1043834A JPH0820227B2 (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | ワーク間の幅および段差検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1043834A JPH0820227B2 (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | ワーク間の幅および段差検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02223808A JPH02223808A (ja) | 1990-09-06 |
| JPH0820227B2 true JPH0820227B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=12674778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1043834A Expired - Lifetime JPH0820227B2 (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | ワーク間の幅および段差検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0820227B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06288726A (ja) * | 1993-04-06 | 1994-10-18 | Yokokawa Buritsuji:Kk | 車体の建付検査方法および装置 |
| FR2756626B1 (fr) * | 1996-12-02 | 1999-02-19 | Espace Ind Controle Sa | Systeme de mesure de jeux et d'affleurements entre des pieces en vis-a-vis |
| JP5570179B2 (ja) * | 2009-10-22 | 2014-08-13 | 京セラ株式会社 | 段差測定方法および段差測定装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59136606A (ja) * | 1983-01-26 | 1984-08-06 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 溶接線の検出装置 |
| JPH0610607B2 (ja) * | 1986-08-28 | 1994-02-09 | 川崎製鉄株式会社 | 微小間隔測定方法 |
-
1989
- 1989-02-23 JP JP1043834A patent/JPH0820227B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02223808A (ja) | 1990-09-06 |
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