JP2020160312A - 光スキャナー、三次元計測装置およびロボットシステム - Google Patents
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Abstract
Description
前記ミラーの前記第1裏面に配置されている永久磁石と、
前記ミラーを支持し、前記第1裏面と同じ側に位置する第2裏面を有する支持部と、
前記ミラーと前記支持部とを接続し、揺動軸まわりに前記ミラーを揺動可能にする軸部と、
前記支持部の前記第2裏面に配置されている第1部材と、
前記揺動軸と直交し、前記第2裏面に沿った方向において、前記第1部材を片持ち支持する第2部材と、
前記第2部材を介して前記第1部材と対向して配置され、前記第2部材と接続されている第3部材と、
前記第1部材と前記第3部材との間に配置されている電磁コイルと、
を有することを特徴とする。
図1は、第1実施形態に係るロボットシステムの全体構成を示す図である。図2は、図1に示すロボットシステムが備える三次元計測装置の全体構成を示す図である。図3は、図2に示す三次元計測装置を示す斜視図である。図4は、図3に示す三次元計測装置の内部を示す斜視図である。図5は、図4に示す投影部により投影されるパターン光の一例を示す平面図である。図6は、図4に示す三次元計測装置が有する光走査部を示す平面図である。
ロボット2は、例えば、精密機器やこれを構成する部品の給材、除材、搬送および組立等の作業を行うロボットである。ただし、ロボット2の用途としては、特に限定されない。本実施形態に係るロボット2は、6軸ロボットであり、図1に示すように、床や天井に固定されるベース21と、ベース21に連結されたロボットアーム22と、を有する。
ロボット制御装置5は、ホストコンピューター6からロボット2の位置指令を受け、第1アーム221から第6アーム226が受けた位置指令に応じた位置となるように、第1駆動装置251から第6駆動装置256の駆動をそれぞれ独立して制御する。ロボット制御装置5は、例えば、コンピューターから構成され、情報を処理するプロセッサー(CPU)と、プロセッサーに通信可能に接続されたメモリーと、外部インターフェースと、を有している。メモリーにはプロセッサーにより実行可能な各種プログラムが保存され、プロセッサーは、メモリーに記憶された各種プログラム等を読み込んで実行することができる。
次に、第1実施形態に係る三次元計測装置4について説明する。
ホストコンピューター6は、計測部49が算出した対象物Wの三次元情報からロボット2の位置指令を生成し、生成した位置指令をロボット制御装置5に送信する。ロボット制御装置5は、ホストコンピューター6から受信した位置指令に基づいて第1駆動装置251から第6駆動装置256をそれぞれ独立して駆動し、第1アーム221から第6アーム226を指示された位置に移動させる。なお、本実施形態では、ホストコンピューター6と計測部49とが別体となっているが、これに限定されず、ホストコンピューター6に計測部49としての機能が搭載されていてもよい。
次に、第1実施形態に係る光スキャナーである光走査部45について説明する。
以下の表1は、図7に示す光走査部45の第2部材458の構成材料が異なる2つのモデルについて、光走査部45の温度を変化させたとき、反射面450の中心の移動量、および、反射面450の傾きの角度を、応力解析によって求め、比較した結果を示す表である。
次に、第2実施形態に係る光スキャナーである光走査部45Aについて説明する。
以上のような第2実施形態においても第1実施形態と同様の効果が得られる。
Claims (14)
- 光を反射する反射面と、前記反射面とは反対側に位置する第1裏面と、を有するミラーと、
前記ミラーの前記第1裏面に配置されている永久磁石と、
前記ミラーを支持し、前記第1裏面と同じ側に位置する第2裏面を有する支持部と、
前記ミラーと前記支持部とを接続し、揺動軸まわりに前記ミラーを揺動可能にする軸部と、
前記支持部の前記第2裏面に配置されている第1部材と、
前記揺動軸と直交し、前記第2裏面に沿った方向において、前記第1部材を片持ち支持する第2部材と、
前記第2部材を介して前記第1部材と対向して配置され、前記第2部材と接続されている第3部材と、
前記第1部材と前記第3部材との間に配置されている電磁コイルと、
を有することを特徴とする光スキャナー。 - 前記反射面の垂直方向から平面視したとき、前記第2部材により前記第1部材を支持する支持面は、前記軸部とずれている請求項1に記載の光スキャナー。
- 前記電磁コイルは、磁気コアを含む請求項1または2に記載の光スキャナー。
- 前記磁気コアは、前記第3部材と接続されている請求項3に記載の光スキャナー。
- 前記第3部材の熱伝導率は、前記第2部材の熱伝導率より大きい請求項1ないし4のいずれか1項に記載の光スキャナー。
- 前記第1部材の熱膨張係数は、前記第2部材の熱膨張係数と同じである請求項1ないし5のいずれか1項に記載の光スキャナー。
- 前記第1部材および前記第2部材は、一体になっている請求項6に記載の光スキャナー。
- 前記第1部材の構成材料および前記第2部材の構成材料は、ガラス材料である請求項6または7に記載の光スキャナー。
- 前記第1部材の熱膨張係数は、前記支持部の熱膨張係数と同じである請求項6に記載の光スキャナー。
- 前記第1部材の熱膨張係数は、前記軸部の熱膨張係数と同じである請求項6に記載の光スキャナー。
- 前記第1部材の熱膨張係数は、前記ミラーの熱膨張係数と同じである請求項6に記載の光スキャナー。
- レーザー光を用いて対象物の三次元計測を行う三次元計測装置であって、
前記対象物を含む領域に前記レーザー光によるパターン光を投影する光スキャナーを備える投影部と、
前記レーザー光が照射された前記対象物を含む領域を撮像して画像データを取得する撮像部と、
前記画像データに基づいて、前記対象物を含む領域の三次元計測を行う計測部と、
を有し、
前記光スキャナーは、
光を反射する反射面と、前記反射面とは反対側に位置する第1裏面と、を有するミラーと、
前記ミラーの前記第1裏面に配置されている永久磁石と、
前記ミラーを支持し、前記第1裏面と同じ側に位置する第2裏面を有する支持部と、
前記ミラーと前記支持部とを接続し、揺動軸まわりに前記ミラーを揺動可能にする軸部と、
前記支持部の前記第2裏面に配置されている第1部材と、
前記揺動軸と直交し、前記第2裏面に沿った方向において、前記第1部材を片持ち支持する第2部材と、
前記第2部材を介して前記第1部材と対向して配置され、前記第2部材と接続されている第3部材と、
前記第1部材と前記第3部材との間に配置されている電磁コイルと、
を有することを特徴とする三次元計測装置。 - 前記投影部を収容する筐体を有し、
前記光スキャナーの前記第3部材は、前記筐体に接続されている請求項12に記載の三次元計測装置。 - ロボットアームを備えるロボットと、前記ロボットアームに設置され、レーザー光を用いて対象物の三次元計測を行う三次元計測装置と、前記三次元計測装置の計測結果に基づいて前記ロボットの駆動を制御するロボット制御装置と、を備えるロボットシステムであって、
前記三次元計測装置は、
前記対象物を含む領域に前記レーザー光によるパターン光を投影する光スキャナーを備える投影部と、
前記レーザー光が照射された前記対象物を含む領域を撮像して画像データを取得する撮像部と、
前記画像データに基づいて、前記対象物を含む領域の三次元計測を行う計測部と、
を有し、
前記光スキャナーは、
光を反射する反射面と、前記反射面とは反対側に位置する第1裏面と、を有するミラーと、
前記ミラーの前記第1裏面に配置されている永久磁石と、
前記ミラーを支持し、前記第1裏面と同じ側に位置する第2裏面を有する支持部と、
前記ミラーと前記支持部とを接続し、揺動軸まわりに前記ミラーを揺動可能にする軸部と、
前記支持部の前記第2裏面に配置されている第1部材と、
前記揺動軸と直交し、前記第2裏面に沿った方向において、前記第1部材を片持ち支持する第2部材と、
前記第2部材を介して前記第1部材と対向して配置され、前記第2部材と接続されている第3部材と、
前記第1部材と前記第3部材との間に配置されている電磁コイルと、
を有することを特徴とするロボットシステム。
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