JPS61105416A - レ−ザ加工機用距離計測装置 - Google Patents

レ−ザ加工機用距離計測装置

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JPS61105416A
JPS61105416A JP59227226A JP22722684A JPS61105416A JP S61105416 A JPS61105416 A JP S61105416A JP 59227226 A JP59227226 A JP 59227226A JP 22722684 A JP22722684 A JP 22722684A JP S61105416 A JPS61105416 A JP S61105416A
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良輔 谷口
Takashi Ikeda
隆 池田
Manabu Kubo
学 久保
Kozaburo Shibayama
耕三郎 柴山
Kazuo Takashima
和夫 高嶋
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザ加工において、対象物の基準面からの
変位を計測する距離計測装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、対象物の基準面からの変位は機械的に計測されて
いた。しかし機械的計測の場合、セツティング・計測等
に時間を要したり、対象物に直接接触するために対象物
を傷めるなどの問題があった。そこで提案されたのが第
3図に示す距離計)り11装置である。第3図において
、口よ加工用レーザ光、2は加工用レーザ光lを集束す
る加工用レンズ、3は加工ヘッド、4は半力1体レーザ
からなる計測用レーザ光としてのビームを放射する光源
、5は光源4から放射されるビームを集束する投光レン
ズ、6は対象物W1表面、ヒの放射ビーム像を撮像”r
る受光レンズ、7は放射ビーム像の結像位置に応じた電
気信号を発生するイー7置検出素子としてのPSD (
Position  5enSitive  Dete
ct。
r)、8.9はPSD7から出力される変位検出電流1
a、[bを変位検出信号としての変位検出電圧Va、V
bに変換するとともにプリアンプを兼ねたI/V変換器
、10はレーザ駆動電圧を入力しレーザ駆動電流[dを
出力するV/I変換器、11.12は変位検出電圧Va
、Vbを増幅する増幅器、13.14は増幅器11.1
2の出力を帯域濾波する帯域濾波器、15はアナログ信
号としての変位検出電圧Va、Vbをディジタル信号に
変換するA/D変換器、16はディジタル信号としての
レーザ駆動信号をアナログ信号としてのレーザ駆動電圧
Vdに変換するD/A変換器、17は半4体レーザ2の
発光タイミングの設定、対象物表面の変位ΔHの算出な
どを行なう高速演算プロセッサ、Slは並列信号として
の変位検出電圧Va、Vbを直列信号に変換する並列・
直列変換スイッチである。
このように構成された装置の動作について説明する。ま
ず光学系の動作について第3図を用いて説明する。光源
4から放射されたビームは、投光レンズ5により適当な
大きさの光スポットとなり対象物W1の表面に照射され
る。受光レンズ6はこの光スポットを撮像し、PSD7
の受光面に光スポットの像を結像する。PSD7は光ス
ポツト像の結像位置に応じた電気信号を発生する。すな
わち、PSD7の2つの電極に生じる電流1a。
IbO値により光スポツト像の結像位置PはP= (I
a−1b)/ (Ia+Ib)として得られる。上の式
は、PSD7の出力が光スポツト像の位置と強度とに比
例して出力を発生するため、光スポツト像の強度変化に
相当する(Ia+Ib)の項を導入して光スポットの位
置のみに比例する出力を得ている。
次に電気系の動作について第2図を用いて説明する。第
2図(alは光源4から出力される計測用レーザ光の点
滅を示し、第2図(bl、 (C1は変位検出電流1a
、Ibおよび変位検出電圧Va、Vbの波形を示す。
まず対象物W1表面が基準面にある場合の動作について
説明する。受光レンズ6に入力された光はPSD7にス
ポット状の光となって照射される。
対象物Wlの表面が基準面にあるとき、この光の重心位
置がPSD7の中心P1になるように設定しておくと、
変位検出電流Ia、Ibは互いに等しくなり、変位検出
電圧Va、Vbもまた互いに等しくなる。変位検出電圧
はVa、Vbは、増幅器11.12および帯域濾波器1
3.14で処理された後、並列・直列変換スイッチSl
により直列信号に変換され、A/D変換器15でディジ
タル信号に変換されて高速演算プロセッサ17に入力さ
れる。高速演算プロセッサ17はディジタル信号化され
た変位検出電圧Va、Vbにより変位ΔHを算出するが
、この場合Va=Vbであるので、変位ΔH=0となる
次に対象物W1表面がΔHだけ下方に変位した場合の動
作について説明する。この場合対象物W1表面で散乱さ
れた光は受光レンズ6を通った後PSD7の中心P1か
らX離れた点P2にスポット状になって入射される。こ
の入射光により変位検出電流Ia、Ibが出力されるが
、変位検出電流1a、Ibは互いに違った値となる。Δ
HとXは比例関係にあるので、Xを算出することにより
ΔHを算出し出力することができる。この出力信号に応
じて図示しない駆動手段を動作させて加工ヘッド3を降
下させΔHの変位を零にするようになっている。このよ
うにして加工ヘソド3と対象物W1の表面との間の距離
は常に一定に保たれる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このような動作をする装置においては、PSD7への入
射光として光源4から発する光のほか対象物W1の加工
に使用される加工用レーザ光1の照射に基づく対象物W
tからの背景光があり、変位計測に誤差を生じさせると
いう問題がある。また加工用レーザ光1によるスバ・イ
ク状の背景光により帯域濾波器13.14に振動が発生
し、帯域濾波器13.14の機能が害されるという問題
がある。
本発明はこのような点に罵みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、加工用レーザ光による背景光に
よる変位計測の誤差を生じないレーザ加工機用距離計測
装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
このような目的を達成するために本発明は、距離計測装
置において、加工用レーザ光の発射から一定時間後に変
位検出信号を検出するようにしたものである。
〔作用〕
本発明においては、対象物の加工に使用される加工用レ
ーザ光による背景光の影響を受けないタイミングで計測
用レーザ光の検出がなされる。
〔実施例〕
第1図に本発明に係わる距離計測装置の一実施例を示す
。第1図において、18.19は対象物W1の加工に使
用される加工用レーザ光lによる背景光の影響を受けな
いタイミングでゲート開となるアナログスイッチ、20
は加工用レーザ光1を発射するタイミングパルスPaを
入力してから一定時間T後にアナログスイッチ18.1
9を開駆動するゲートパルスpbを出力するゲートパル
ス発生器である。この時間Tは次のタイミングパルスP
aの発生する直前にゲートパルスPbが発生するような
値に設定されている。第1図において第3図と同一部分
又は相当部分には同一符号が付しである。
このように構成された装置の動作について第1図および
第2図を用いて説明する。第2図Tdlに示すようにタ
イミングパルスPaは一定の周期で出力され、これによ
って第2図+e)に示すように周期的に加工用レーザ光
1が発射される。加工用レーザ光1が対象物W1の表面
に衝撃的に照射されると、第2図(flに示すような大
きな振幅から次第に減衰していく背景光信号がPSD7
から出力される。なお、この背景光信号は変位検出電圧
Va。
vbを含んでいるが、変位検出電圧Va、Vbを無視で
きる程大きいので、第2図(「)には示されていない。
I/V変換器8.9から出力された変位検出電圧Va、
Vbおよび背景光信号はアナログスイッチ18.19に
人力される。アナログスイッチ18.19を開駆動する
ゲートパルスpbは、第2図(glに示されるように、
加工用レーザ光1の発射から時間T後で背景光信号が消
滅するタイミングで出力される。このことによヂ光源4
から出力される計測用レーザ光は背景光信号の影響のな
いタイミングで検出されることになり、背景光信号によ
る変位計測誤差を防止できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、加工用レーザ光発生から
一定時間後に変位検出信号を検出することにより、加工
用レーザ光による背景光の影響を防止できるようにした
ので、この背景光の信号による対象物の変位誤差の増加
を防止でき変位計測の精度を高めることができる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係わるレーザ加工機用距離計測装置の
一実施例を示すブロック系統図、第2図はその波形図、
第3図は従来のレーザ加工機用距離計測装置を示すブロ
ック系統図である。 1・・・・・加工用レーザ光、2・・・・加工用レンズ
、3・・・・加工ヘッド、4・・・・光源、5・・・・
投光レンズ、6・・・・受光レンズ、7・・・・PSD
18,9・・・・I/v変換器、10・・・・V/I変
換器、11.12・・・・増幅器、13.14・・・・
帯域濾波器、15・・・・A/D変換器、16.・・・
D/A変換器、17・−・・高速演算プロセッサ、18
.19・・・・アナログスイッチ、20・・・・ゲート
パルス発生器、Sl・・・・並列・直列変換スイッチ。 手続補正書(自発) 20発明の名称 レープ加工機用距離計測装置 3、 補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所     東京都千代田区九の内器丁目2番3号
名称(ω1)三菱電機株式会社 代表者片 由 仁へ部 4、代理人 住 所     東京都千代田区丸の内器丁目2番3号
(1)  明細書の特許請求の範囲を別紙の通り補正す
る。 (2)  明細書第2頁第17行の「〜V/I変換器、
」の後に「10aはチョッパ、」を加入する。 (3)明細書第3頁第6行の「高速演算」を「演算」と
補正する。 (4)  明細書第3頁第7行〜第9行のrslは〜変
換スイッチ」を「SlはVa、Vbの切換スイッチ」と
補正する。 (5)  明細書第4頁第8行〜第9行の「変位検出電
流Ia、Ibおよび」を削除する。 (6)明細書第4頁第20行の「並列・直列変換スイッ
チ」を「アナログスイッチ」と補正する。 (7)  明細書第4頁第20行〜第5頁第1行の「直
列信号に変換され」を「時分割され」と補正する。 (8)  明細書第5頁第2行および第3行の「高速演
算プロセッサ」を「演算プロセッサ」と補正する。 (9)  明細書第5頁第15行の「〜ことができる。 」の後に「または、あらかじめ、XとΔHとの関係を実
測により求めておき、XからΔHを定める。」を加入す
る。 αω 明細書第6頁第4行の「対象物Wlからの」を削
除する。 (11)明細書第6頁第7行〜第8行のr13.14に
〜機能が害される」をr13,14の出力信号に減衰振
動を生じ同様に誤差を生じる」と補正する。 (12)  明細書第6頁第12行の「誤差を生じない
」を「誤差を少なくした」と補正する。 (13)  明細書第6頁第17行の「変位検出信号を
検出する」を「距離計測信号を出力する」と補正する。 (14)  明細書第7頁第2行の「計測用レーザ光の
検出がなされる。」を「距離の計測値を検出する。 」と補正する。 (15)  明細書第7頁第5行〜第14行のr18,
19は〜設定されている。」をr18は加工用レーザ発
振器、19はゲートパルス発生回路、20は距離の計測
値出力をゲートするゲート回路である。」と補正する。 (16)  明細書第7頁第19行〜第8頁第1行の[
タイミングパルスル周期的に」をrPaは加工用レーザ
の出力と一致したタイミングで出力され、Paがオンの
期間だけ、」と補正する。 (17)  明細書第8頁第3行および第7行の「(f
)」をr (e)Jと補正する。 (18)  明細書第8頁第9行〜第11行の「アナロ
グスイッチ18.19に入力される。アナログスイッチ
18.19を開駆動する」を「距離の演算処理等を施さ
れて、ゲート回路20に入る。 ゲート回路20を開駆動する」と補正する。 (19)  明細書第8頁第12行のr (g) Jを
r (f) Jと補正する。 (20)  明細書第8頁第13行の「発射から時間T
後」を「発射開始から時間T後部ちT = T I+ 
T tだけ後」と補正する。 (21)  明細書第8頁第14行〜第15行の「光源
4から出力される計測用レーザ光は」を「距離の演算結
果の出力は」と補正する。 (22)明細書第8頁第20行の「変位検出信号を検出
する」を「距離計測信号を出力する」と補正する。 (23)  明細書第9頁第14行の「〜V/I変換器
、」の後に「10a・・・・チョッパ、」を加入する。 (24)  明細書第9頁第17行の「高速演算プロセ
ッサ」を「演算プロセッサ」と補正する。  ゛(25
)  明細書第9頁第17行〜第20行の「18゜19
〜並列・直列変換スイッチ。」を「18・・・・加工用
レーザ発振器、19・・・・ゲートパルス発生回路、2
0・・・・ゲート回路、Sl・・・・アナログスイッチ
。」と補正する。 (26)図面の第1図、第2図および第3図を別紙の通
り補正する。 以上 「加工用レーザ光を対象物に照射しているとき。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 加工用レーザ光を対象物に照射しているとき、計測用レ
    ーザ光のスポットを対象物に照射し戻ってくる散乱光の
    重心位置を位置検出素子上に求めることにより前記対象
    物の基準面からの変位を算出するレーザ加工機用距離計
    測装置において、前記加工用レーザ光の発射から、一定
    時間後のタイミングで変位検出信号を検出することを特
    徴とするレーザ加工機用距離計測装置。
JP59227226A 1984-10-29 1984-10-29 レ−ザ加工機用距離計測装置 Expired - Lifetime JPH06100458B2 (ja)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5276863A (en) * 1975-12-18 1977-06-28 United Technologies Corp Circuit for suppressing transient phenomenon when switch is opened or closed
JPS56122689A (en) * 1980-02-29 1981-09-26 Shimadzu Corp Laser working device
JPS59137805A (ja) * 1983-01-28 1984-08-08 Shin Meiwa Ind Co Ltd 倣いのための光学式距離計
JPS59140546U (ja) * 1983-03-08 1984-09-19 オムロン株式会社 車載用受信器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5276863A (en) * 1975-12-18 1977-06-28 United Technologies Corp Circuit for suppressing transient phenomenon when switch is opened or closed
JPS56122689A (en) * 1980-02-29 1981-09-26 Shimadzu Corp Laser working device
JPS59137805A (ja) * 1983-01-28 1984-08-08 Shin Meiwa Ind Co Ltd 倣いのための光学式距離計
JPS59140546U (ja) * 1983-03-08 1984-09-19 オムロン株式会社 車載用受信器

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