JPS60114980A - 光学パタ−ン・トレ−サ - Google Patents

光学パタ−ン・トレ−サ

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JPS60114980A
JPS60114980A JP59175283A JP17528384A JPS60114980A JP S60114980 A JPS60114980 A JP S60114980A JP 59175283 A JP59175283 A JP 59175283A JP 17528384 A JP17528384 A JP 17528384A JP S60114980 A JPS60114980 A JP S60114980A
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JP
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photocell
mirror
tracer
optical pattern
pattern
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JP59175283A
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ロバート・イー・パーカー
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Westinghouse Canada Inc
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    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K11/00Methods or arrangements for graph-reading or for converting the pattern of mechanical parameters, e.g. force or presence, into electrical signal
    • G06K11/02Automatic curve followers, i.e. arrangements in which an exploring member or beam is forced to follow the curve

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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】 〔座業上の利用分野〕 この発明は、光学パターン・トレーサ、特に円形走査、
非ステアリング(non−steering )式の光
学ライン(line)・トレーサに関するものである。
〔従来の技術〕
このようなトレーサは、例えば米国特許第3、 ’70
 lAJ ? 、2号、第3.7 ! Z / 、20
号、第J、 g A O,g A J号、および第a、
gざ3.7.73号 に開示されている。
これらのトレーサは、通常、パターンの一部をミラーか
らホトセルへ反射させることによってパターンを走査す
る。ミラーが回転させられると、パターンの被検知部分
を成る中心のまわりに回転させかつ円形走査を生じる。
ホトセルによって発生された信号は処理されて座標速度
信号となり、この座標速度信号を使用してパターン・ト
レーサにパターンを一定の正接速度で追跡させる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
全てのパターン・トレーサは、実際の回転軸すなわち装
置のステアリングの先頭の成る点でパターンを検知しな
ければならない。充分な進みを与えなければ、装置が不
安定になるか或はパターン・トレーサが直線から逸脱す
るパターンを追跡できた(なる。進みの程度は追跡精度
と関係伺けられ、従って装置の安定性、追跡精読および
装置の動作速度の間で妥協が必要である。これらの種々
の要因が所望の進みを確立する。パターンが直線からあ
まりにも遠く逸脱しなかった眠り最小の進み従って最大
の精度で高速追跡する反面、パターン・トレーサに急速
偏差をうまく切り抜けさせることが望ましい。これをな
すために、パターン・トレーサが隅で減速するか或はパ
ターンの他の偏差がパターン・トレーサに反転をうまく
切り抜けさせ得ることを検知することが必要である。
非ステアリング式では、進みの方向が物理的に不定であ
る。従って、正常な走査の先頭で走査を単に物理的に変
位させることによりパターンの進み検知を提供すること
は不可能である。
本装嶽はコ走査方式を使用した。すなわち、一方はパタ
ーン・トレーサにパターンを追従させることのできるW
r望倍信号発生するためであり、他方は大体真直な直線
からのパターンの偏差を示す進み信号走査のためである
この発明ン良く理解するには、以下の説明および添付図
面を参照されたい。
〔問題点を〃f決するための手段〕
この発明は、同期駆動される回転式ミラー支持体と、こ
の支持体の回転軸の一側にかつ前記回転軸と垂直な平面
に対して小さい角度で装架された第1ミラーと、前記回
転軸の一側に、前記回転軸から前記第7ミラーまでの距
離よりも長い距離熱れて、前記回転軸と垂直な平面に対
して小さいが前記第1ミラーの角度よりも大きい角度で
装架された第=ミラーと、パターンを帯びた面から前記
第1ミラーへ反射された光を受けるための第1ホトセル
と、前記パターンを帯びた面から前記第2ミラーへ反射
された光を受けるための第2ホトセルと、前記第1ホト
セルおよび前記第2ホトセルから電気信号を導出するた
めの手段と、前記電気信号を利用して光学パターン・ト
レーサの動きを制御するための手段とを備えた光学パタ
ーン・トレーサにある〔実施例〕 第1図には一対のミラーすなわち第1ミラー10および
第1ミラー10が示されている。これらのミラーは、電
動機(図示しない)によって駆動される軸13上の支持
体/、2に装架される。第1ミラーlθは第1ホトセル
/+と、そして第1ミラー10は第1ホトセルisと組
み合わされる。パターン上の点P7 からの光線はレン
ズ/Aおよび第1ミラーlθを通って第1ホトセル/F
に集まるが、パターン上の点P2からの光源はレンズ1
6および第1ミラーlθを通って第2ホトセル/Sに集
まる。単なる環状不透明面にすぎない視野絞り/りは、
第1ホトセル/l/−と第1ホトセル/Fの間に置かれ
、第1ミラーすなわち短距離ミラーlθからの光線か第
1ホトセル/Fに当るのを阻止する。レンズ/Aの直径
すなわちその開きは、点P7 かもの光線が第一ミラー
すなわち長距離ミラーl/に当るのを防ぐようなもので
ある。
第一図にはパターン・トレーサに関連した電子回路の概
略図か示されている。@/ホトセル/4’の出力はます
IT / gへ、次いで増幅器19へ印加される。この
増幅器/9の出力はまず正確な遅延回路、20へ、次い
で禁止パルス発生器二/へ印加される。この禁止パルス
発生器、2/の出力は遅延回路、20へ印加される。こ
の遅延回路、20の出力はサンプル・パルス発生器!!
へも印加される。このサンプル・ノくルス発生器−二は
遅延回路20の出力をSOμ秒のサンプル・パルスに整
形し、このサンプル争ノくルスは前述の米国特許明細書
に述べられた周知の仕方でパターン・トレーサの方向制
御のために使用される。サンプル豐パルス発生器の出力
は二個の別なパルス発生器23および2弘へも供給され
る。これらのパルス発生器の出力はAND回路コ5へ印
加され、このAND回路は両方のパルス発生器23およ
びコダからのノくルスが存在する間パルスを形成する。
これと同時に、第1ホトセル/lからの信号の検知およ
び増幅と同じ仕方で、第1ホトセル/Fの出力もFET
 26へ印加され、とのFETの出力も増幅器コアへ印
加される。増幅器=7の出力信号は整形回路=3へ印加
され、この整形回路2gは第一ホトセル形状からの任意
の信号の開始点で始まるjθμ秒のパルスを形成する。
整形回路−gおよびAND回路25の出力パルスはAN
D回路ユタヘ印加される。このAND回路コ9の出力は
パルス形成回路30へ印加される。
このパルス形成回路30は、AND回路2?からどんな
出力も受けない時に減速信号を形成する。
この減速信号は端子31に現われかつ当業者には周知の
仕方でパターン・トレーサの速度を制御するために使用
されることができる。
第3図にはパターン・トレーサの実効走査パターンが示
されている。ハツチを付けた一定幅のライン3.2で示
すパターンは、一つの円形パターンすなわち第1の内1
111jパターン(これは第1ホトセル/ダの走査であ
って符号3Jで表わされる)および第2の外側パターン
(これは第1ホトセル/Fの走査であって符号J4’で
表わされる)によって事実上走査される。パターン・ト
レーサは紙面上で上方にパターンを追跡しておりかつイ
℃」号3Sで示した中心にその走査中心を有するとすれ
は、小直径走査33は時計方向に回転するにつれて点3
6でバク−732に出会い、点37でパターン″を去り
、点Jgで再び出会い、そして点39で今一度パターン
な去る。大直径走査31Iは、点aOでパターンに出会
い、点+/で去り、点ダコで再び出会い、そして点グ3
で今一度パターンを去る。大直径定歪3ダは点’It、
’17でそれぞれ指令マークダ44,4Ijにも出会う
。得られた信号は第を図に示すとおりである。各波形は
、実尺ではな(、回路中の種々の個所で生じる各信号間
の時間関係を表わすにすぎない。
動作 小直径走査33がパターンJ−に出会うと、第1ホトセ
ルl弘は第り囚に波形Aで示した出力を生じる。この波
形への形状は一定でなく、照度、ホトセル形状、レンズ
焦点などに応じて変り得る。できるだけ多くの変数を除
去するために、波形Aの信号は増幅器/9例えば演算増
幅器で増幅され、その出力は波形Bで示されるとおりで
ある。遅延回路−〇例えば単安定回路は波形Cで示され
たようなパルスを発生するが、それは波形りで示したよ
うに禁止パルス発生器λ1例えば単安定回路からの出力
によって禁止されない時だけである。サンプル・パルス
発生器22例えば単安定回路は、遅延回路−〇からのパ
ルスの後縁によってトリガされ、波形Eで示したような
方向サンプル・パルスを発生する。
この方向サンダル・パルスは当業者に周知の仕方でパタ
ーン・トレーサのX速度およびX速度を制御するのに使
用される。
この方向サンプル・パルスは、波形F、Gをそれぞれ生
じるパルス発生器例えば単安定回路、23.コケもトリ
ガするい波形FとGはAND回路2Sへ印加されると、
波形Hで示されたような出力になる。
第1ホトセル/Fの出力は波形工で示され、第1ホトセ
ル/Fからの信号と同様な仕方で処理後整形回路例えは
単安定回路、2gから波形Jの出力を生じさせる。波形
HとJの信号はパルス形IJ′ト回路例えば単安定回W
r 30へ印加される。
このパルス形成回路30は、通常60H2で駆動される
同ノリjスキャナーであるパターン・トレーサの正常な
回転速度で約/ 7.? ミIJ秒の周期なもつ。この
周期は、走査の3ざ00のよりも多い回転と等価である
。ARID回路コデから出力が無い場合、すなわち信号
HとJが一致しない場合、−+ 、 、 、−、< ル
 ス 形成回路、30はタイムアウトして端子31に信号を印
加させ、この信号は装置を減速するのに使用されるリレ
ーを制御する。その埋山は、AND回路コタで両入力が
一致しなけtは、セットされた度数例えば第8図に示し
たように21.6゜を超えるパターン偏差があったこと
を示すからである。従って、第一七ン?15は、パター
ンの速い偏差を検知しかつ正常な走査と協働して減速信
号(パターン・トレーサの正接速度を制御するために使
用され得る〕を発生することが分る。
第S図は機能アップした第1図のパターン・トレーサを
示す。光源agの発する光は、1光器弘?で1光され、
レンズSOで焦点に集められ、ミラーsiで反射され、
レンズ16を通してパターン・トレーサのステアリング
軸およびパターン上の点P、(両者の交点を表わす)に
落される。
光臨Q−gおよびf+光器4’9を選ぶことにより、適
当なコントラストをもつ光のスポットがパターンに点P
3 で投射される。得られる光は、第1ホトセル/Fの
スペクトル応答外にあり従ってその飽第11を避けるよ
うに選択される。この光スポットは起動時にパターン・
トレーサを適切に整列させる際オペレータの手助けをす
る。
信号HとJの一攻根出はパターンの偏差を示すものとし
て使用されたが、より同年な他の手段を使用できること
か理解されよう。例えば、パルス発生器コ3および一ダ
を省絡し、単に波フF8/Eの方向サンプル・パルスを
サンプル争パルスJと比較することが可能であり、そし
てもしそれらのパルス幅が適切なしはどんなオーバラッ
グもパターンがは線から事実上偏差していないことケ示
す。このt4成は、もちろん、サンダル・パルスの幅お
よび発生個所が目的にかなうことを必要とする。
端子31における信号をリレーに印加して正接速度を制
御することに言及した間、速度を徐々に変化させるとい
う利点をもちかつステップ関数よりもむしろランプ関数
が適用され得ることも理解されるだろう。
第3図に示された指令マークは大直径走査によって走査
された区域にのみあることに注目されたい。この机成で
は、第7ホトセル/4のみによって検知される指令マー
クおよび第1ホトセル/Fのみによって検知される他の
指令マークを含む、パターン上の種々の指令マークをも
つことが可能である。指令マークを表わす第1ホトセル
/4’、第1ホトセル/Fからの出力はそれぞれ増幅器
/9,27の直後で装置から導出されなけnはならない
。この点よりも後では第1ホトセル/yがその前方検知
区域外の信号に応答しない。このようにして指令マーク
を表わす4J号は杉2出されることができ、そして当業
者に周知の適当なゲート回路によってパターンを表わす
信号が拒否され得る。従って、と〜に開示した装置では
、別な指令マークがパターン上に置かれかつ装置中で検
出され得る。
2つの走査曲径を同時に使用するものを示したが、それ
らを交互に使用することも可能である。例えば、セレク
タ・スイッチを導入するだけで、大直径、長リート線の
高速走査および小直径、短リード線の低速走査を使用す
ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図はパターン・トレーサの一部および光学路を示す
概略図、第2図はそのようなパターン・トレーサに関連
した電子回路を示す概略図、第3図はパターン・トレー
サの実効走査パターンを示す図、第弘図は電子回路によ
って生じられた種々の信号およびそれらの必要な時間関
係を表わすグラフ図、第S図は機能アップした第1図の
パターン・トレーサを示す概略図である。 lユ拳・支持体、13−・軸、io・拳第1ミラー、l
l・・出御ミラー、ll・―第1ホトセル、is*・第
1ホトセル、1gと24eサンプル・パルス発生i、、
2.7とコ弘・・パルス発生器、2Sと一部 # −A
ND回路、21t−@整形回路、30・・パルス形成回
路、/?・・視野絞り、りt・・光源、ダタ・・P光器
、so、、レンズ、57・・ミラー。 \ 10:第1まつ− +1:J’2ミラー 12゛支相体 1G、 1 FIG、 3 vlll吾間−Th l−11J、4 手続補正書(自発) 昭和59年11月26 日 特許庁長官殿 1、 事件の表示 昭和3?年特許願第17A;、ltJ号2、発明の名称 光学パターン・トレーサ 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ウェスチングハウス・カナグーインコーホレイテ
ッド4、代理人 ム補正の内容 (1) 明細書第1左ページ第g行と第9行の間に下記
の文章を挿入する。 [〔発明の効果〕 円形走査、非ステアリング式のライン・トレーサでは、
パターンの長い進み走査と短い進み走査が選択されなけ
ればならない。この選択が一般に切断速度に基づくのは
、機械の切断速度が速くなればなる程走査器により多く
の進みが必要なためである。もし比較的遅い切断速度に
対して長い進みが使用されるならば、機械は隅を一般的
に゛切断”し、追跡中のパターンの隅を正確に再生しな
い。上述したような6長い′″進み走査器と゛短い”進
み走査器を使用することによりかつ各装置からの出力信
号を適当に選択することにより、パターンが忠実に再生
されかつ最適追跡速度が使用され得るように良好な妥協
が行われ得る。」

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11同期駆動される回転式ミラー支持体と、この支持
    体の回転軸の一側にかつ前記回転軸と垂直な平面に対し
    て小さい角度で装架された第1ミシーと、前記回転軸の
    一側に、前記回転軸から前記第1ミラーまでの距離より
    も長い距離能れて、前記同転軸と垂直な平面に対して小
    さいが前記第1ミラーの角度よりも大きい角度で装架さ
    れた第一ミラーと、パターンを帯びた面から前記第1ミ
    ラーへ反射された光を受けるための第1ホトセルと、前
    記パターンを帯びた面から前記第一ミラーへ反射された
    光を受けるだめの第一ホトセルと、前記第7ホトセルお
    よび前記第一ホトセルから電気信号を導出するための手
    段と、前記電気信号を利用して光学パターン・トレーサ
    の動きを制御するだめの手段とを備えた光学パターン・
    トレーサ。 +21第/ミラーから反射された光が第一ホトセルへ達
    するのを防止するための視野絞りを含む特許請求の範囲
    第1項記載の光学パターン・トレーサ。 (3) 光学パターン・トレーサの光路は、第2ミラー
    からの光が第1ホトセルへ達するのを防止するように構
    成されている特許請求の範囲第1項記載の光学パターン
    ・トレーサ。 (4) 光源と、この光源からの光を回転軸に沿ってパ
    ターンを帯びた面へ投射するための手段とを含む特許請
    求の範囲第1項ないし第3項のいスレか記載の光学パタ
    ーン・トレーサ。 (5)第7ホトセルおよび第一ホトセルから導出した電
    気信号の時間関係を決定するための手段と、前記時間関
    係中の種々の変数に応じて光学パターン・トレーサを制
    御するための手段とを含む特許請求の範囲第7項記載の
    光学パターン・トレーサ。 (6) 第1ミラーおよび第一ミラーは両方共回転軸か
    ら同一角度方向に変位され、そして第1ボトセルおよび
    第2ホトセルから導出した電9t 信号の一致の程度に
    応じて光学パターン・トレーサの追跡速度を制御するた
    めの手段を含む特許請求の範囲第1項記載の光学パター
    ン拳トレーザ。
JP59175283A 1983-08-26 1984-08-24 光学パタ−ン・トレ−サ Granted JPS60114980A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA435492 1983-08-26
CA000435492A CA1177142A (en) 1983-08-26 1983-08-26 Dual scan optical pattern tracer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60114980A true JPS60114980A (ja) 1985-06-21
JPH0516571B2 JPH0516571B2 (ja) 1993-03-04

Family

ID=4125955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59175283A Granted JPS60114980A (ja) 1983-08-26 1984-08-24 光学パタ−ン・トレ−サ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4625104A (ja)
EP (1) EP0137143B1 (ja)
JP (1) JPS60114980A (ja)
AU (1) AU561937B2 (ja)
CA (1) CA1177142A (ja)
DE (1) DE3474265D1 (ja)

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Also Published As

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AU3042684A (en) 1985-02-28
CA1177142A (en) 1984-10-30
US4625104A (en) 1986-11-25
EP0137143A3 (en) 1986-07-02
EP0137143B1 (en) 1988-09-28
EP0137143A2 (en) 1985-04-17
DE3474265D1 (en) 1988-11-03
JPH0516571B2 (ja) 1993-03-04
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