JPH0548211A - 半導体レーザセンサの制御方式 - Google Patents
半導体レーザセンサの制御方式Info
- Publication number
- JPH0548211A JPH0548211A JP22531391A JP22531391A JPH0548211A JP H0548211 A JPH0548211 A JP H0548211A JP 22531391 A JP22531391 A JP 22531391A JP 22531391 A JP22531391 A JP 22531391A JP H0548211 A JPH0548211 A JP H0548211A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- output
- laser
- light receiving
- receiving element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体レーザセンサの出力を最適な値に設定
保持できるようにする。 【構成】 ＣＣＤ受光素子２で検出された受光量のピー
ク値を求める（３，４）。該ピーク値と、この時受光素
子が受光した時のレーザ指令値を記憶する２段目バッフ
ァ７（レーザ出力して受光素子のピーク値を求めるには
２周期遅れる）の出力を半導体メモリ５のアドレスとす
る。半導体メモリ５の各アドレスには、ピーク検出値が
設定値になるようにレーザ指令値が記憶されており、レ
ーザ指令値が順次修正されて増減し、ピーク検出値が設
定値になるようにフィードバック制御が行われる（８，
９，１０）。レーザセンサを使用したロボットの教示時
と再生運転時には切換指令により設定値が変えられ、夫
々に適したレーザ出力が得られるようにする。可視光の
レーザビームを出力する場合でも教示時にオペレータの
目を傷めることはない。また、ＣＣＤ素子が飽和するこ
とも避けられる。
保持できるようにする。 【構成】 ＣＣＤ受光素子２で検出された受光量のピー
ク値を求める（３，４）。該ピーク値と、この時受光素
子が受光した時のレーザ指令値を記憶する２段目バッフ
ァ７（レーザ出力して受光素子のピーク値を求めるには
２周期遅れる）の出力を半導体メモリ５のアドレスとす
る。半導体メモリ５の各アドレスには、ピーク検出値が
設定値になるようにレーザ指令値が記憶されており、レ
ーザ指令値が順次修正されて増減し、ピーク検出値が設
定値になるようにフィードバック制御が行われる（８，
９，１０）。レーザセンサを使用したロボットの教示時
と再生運転時には切換指令により設定値が変えられ、夫
々に適したレーザ出力が得られるようにする。可視光の
レーザビームを出力する場合でも教示時にオペレータの
目を傷めることはない。また、ＣＣＤ素子が飽和するこ
とも避けられる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボット等に取り付け
られて用いられるアークセンサや、測距装置等に使用さ
れる半導体レーザセンサに関する。
られて用いられるアークセンサや、測距装置等に使用さ
れる半導体レーザセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】アーク溶接ロボットやシーリングロボッ
ト等には、溶接位置やシーリング位置を検出するため
に、半導体レーザセンサが用いられている。この半導体
レーザセンサは、レーザ発振器から投射されたレーザビ
ームを揺動ミラー（ガルバノメータ）で揺動させて対象
物上にレーザビームを当て走査し、対象物からの反射光
を捕らえて受光素子に像を作り、受光素子で受光した位
置から、位置を検出するものである。受光素子には、非
分割型・積分型素子のＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅ
ｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）か、分割型素子の
ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃ
ｅ）などが使用される。
ト等には、溶接位置やシーリング位置を検出するため
に、半導体レーザセンサが用いられている。この半導体
レーザセンサは、レーザ発振器から投射されたレーザビ
ームを揺動ミラー（ガルバノメータ）で揺動させて対象
物上にレーザビームを当て走査し、対象物からの反射光
を捕らえて受光素子に像を作り、受光素子で受光した位
置から、位置を検出するものである。受光素子には、非
分割型・積分型素子のＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅ
ｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）か、分割型素子の
ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃ
ｅ）などが使用される。
【０００３】受光素子にＰＳＤを使用した場合には、該
ＰＳＤは非分割型・積分型素子であり、受光面に当たっ
た光は全て光電流に変換されて、素子両端の電極から出
力され、この出力によって対象物の位置を検出する。受
光素子としてＣＣＤを用いた場合には、ＣＣＤを構成す
る各セル単位で別個に光電変換を行い、各セルの出力に
おけるピーク位置により、対象物の位置を検出するもの
である（特願平３−１６５０３８号参照）。
ＰＳＤは非分割型・積分型素子であり、受光面に当たっ
た光は全て光電流に変換されて、素子両端の電極から出
力され、この出力によって対象物の位置を検出する。受
光素子としてＣＣＤを用いた場合には、ＣＣＤを構成す
る各セル単位で別個に光電変換を行い、各セルの出力に
おけるピーク位置により、対象物の位置を検出するもの
である（特願平３−１６５０３８号参照）。
【０００４】また、溶接ロボット等に用いられるアーク
センサは従来、赤外光のレーザが用いられている。この
レーザは不可視光であるため、ロボット教示の場合など
には、センサがどの部分を見ているのか、すなわち、レ
ーザビームがどの位置に当たっているのかはっきり分か
らないという問題が有り、教示が非常に不便であった。
しかし、最近、可視光のレーザで従来のレーザと同程度
の特性，出力をもつものが開発，生産されるようになっ
た。この半導体レーザを用いれば、センサがどこを見て
いるのか明確であり、教示がしやすく、操作性が向上す
る。
センサは従来、赤外光のレーザが用いられている。この
レーザは不可視光であるため、ロボット教示の場合など
には、センサがどの部分を見ているのか、すなわち、レ
ーザビームがどの位置に当たっているのかはっきり分か
らないという問題が有り、教示が非常に不便であった。
しかし、最近、可視光のレーザで従来のレーザと同程度
の特性，出力をもつものが開発，生産されるようになっ
た。この半導体レーザを用いれば、センサがどこを見て
いるのか明確であり、教示がしやすく、操作性が向上す
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、一般にセンサ
が必要とする半導体レーザの光出力は比較的大きい（１
０〜２０ｍＷ）。これに対して、人間の目は非常に感度
が高いため、１ｍＷ以下の出力でも充分すぎる程であ
る。そのため、溶接ロボット（シーリングロボット）等
にこの半導体レーザセンサを用いた場合、ロボット教示
の際には溶接トーチ（シーリングガンのノズル）の先端
部分（すなわち、レーザ光の投射されている部分）に目
を近付けて操作する場合が多いので、レーザ光が眩しす
ぎ、最悪の場合には目を傷める恐れがある。
が必要とする半導体レーザの光出力は比較的大きい（１
０〜２０ｍＷ）。これに対して、人間の目は非常に感度
が高いため、１ｍＷ以下の出力でも充分すぎる程であ
る。そのため、溶接ロボット（シーリングロボット）等
にこの半導体レーザセンサを用いた場合、ロボット教示
の際には溶接トーチ（シーリングガンのノズル）の先端
部分（すなわち、レーザ光の投射されている部分）に目
を近付けて操作する場合が多いので、レーザ光が眩しす
ぎ、最悪の場合には目を傷める恐れがある。
【０００６】また、受光素子にＣＣＤ素子を用いると、
ＣＣＤ素子は一般的にダイナミックレンジが小さく、一
定出力のレーザ光を投射した場合、ワーク表面の反射率
の違いにより出力が飽和したり、あるいは反射光が弱す
ぎて検出できないことがある。
ＣＣＤ素子は一般的にダイナミックレンジが小さく、一
定出力のレーザ光を投射した場合、ワーク表面の反射率
の違いにより出力が飽和したり、あるいは反射光が弱す
ぎて検出できないことがある。
【０００７】そこで、本発明の目的は、半導体レーザの
出力を最適の値に設定保持できる半導体レーザの制御方
式を提供することにある。
出力を最適の値に設定保持できる半導体レーザの制御方
式を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】レーザビームを出力する
半導体レーザセンサにおいて、本発明は、センサの受光
素子に受光される受光量を求め、該受光量が予め設定さ
れた設定値になるようにフィードバック制御を行なって
半導体レーザを駆動制御し、上記設定値を任意に変更す
ることによって、レーザ出力を変更できるようにして受
光素子で検出される光量を最適状態にできるようにし
た。
半導体レーザセンサにおいて、本発明は、センサの受光
素子に受光される受光量を求め、該受光量が予め設定さ
れた設定値になるようにフィードバック制御を行なって
半導体レーザを駆動制御し、上記設定値を任意に変更す
ることによって、レーザ出力を変更できるようにして受
光素子で検出される光量を最適状態にできるようにし
た。
【０００９】
【作用】半導体レーザセンサの受光素子に受光される受
光量は、該半導体レーザセンサのレーザ出力に比例す
る。そして、この受光量が設定値になるようにフィード
バック制御を行なえば、レーザ出力は上記設定値によっ
て変動させることができることを意味する。そのため、
可視光のレーザビームを出力するレーザセンサを使用し
たロボットに対して教示時には上記設定値を小さくし、
レーザ出力を小さな値になるようにする。また、再生運
転時には、上記設定値を大きくし、必要とするレーザ出
力を得るようにすることができる。
光量は、該半導体レーザセンサのレーザ出力に比例す
る。そして、この受光量が設定値になるようにフィード
バック制御を行なえば、レーザ出力は上記設定値によっ
て変動させることができることを意味する。そのため、
可視光のレーザビームを出力するレーザセンサを使用し
たロボットに対して教示時には上記設定値を小さくし、
レーザ出力を小さな値になるようにする。また、再生運
転時には、上記設定値を大きくし、必要とするレーザ出
力を得るようにすることができる。
【００１０】
【実施例】図１は受光素子としてＣＣＤ素子を用いたレ
ーザセンサに本発明を適用した一実施例のレーザ出力制
御回路のブロック図である。レーザセンサの構成は従来
のものとほぼ同一であり、レーザ出力制御回路としてこ
の図１に示すフィードバック制御回路が付加されたもの
である。タイミングＩＣ１はゲート信号ＴＧ，サンプル
ホールド信号ＳＨを出力し、該サンプルホールド信号Ｓ
Ｈはゲート信号ＴＧの出力周期間にＣＣＤ受光素子２の
セル数の数だけ出力される。また、ゲート信号ＴＧは、
レーザセンサの揺動ミラーを所定角度揺動させる信号と
して利用されるものである。
ーザセンサに本発明を適用した一実施例のレーザ出力制
御回路のブロック図である。レーザセンサの構成は従来
のものとほぼ同一であり、レーザ出力制御回路としてこ
の図１に示すフィードバック制御回路が付加されたもの
である。タイミングＩＣ１はゲート信号ＴＧ，サンプル
ホールド信号ＳＨを出力し、該サンプルホールド信号Ｓ
Ｈはゲート信号ＴＧの出力周期間にＣＣＤ受光素子２の
セル数の数だけ出力される。また、ゲート信号ＴＧは、
レーザセンサの揺動ミラーを所定角度揺動させる信号と
して利用されるものである。
【００１１】ＣＣＤ受光素子２はゲート信号ＴＧでリセ
ットされ、サンプルホールド信号ＳＨが入力される毎に
受光セル出力を出力部に出力すると共に、出力部に記憶
するゲート信号ＴＧ１周期前の各セル出力を順次Ａ／Ｄ
コンバータ３に出力し、Ａ／Ｄコンバータ３はサンプル
ホールド信号ＳＨにより、ＣＣＤ受光素子２から出力さ
れるセル出力をアナログ値からディジタル値に変換し、
ピーク検出回路４に出力する。ピーク検出回路４はサン
プルホールド信号ＳＨ毎Ａ／Ｄコンバータから出力され
る値におけるピーク値を記憶し、ゲート信号ＴＧが入力
されるとこのピーク値を半導体メモリ５のアドレスとし
て出力するとともにリセットされる。また、１段目，２
段目のバッファ６，７は半導体メモリ５の出力を記憶す
るバッファで上記ゲート信号ＴＧ毎、１段目のバッファ
のデータを２段目のバッファに格納し、１段目のバッフ
ァに半導体メモリ５の出力を格納する。半導体メモリ５
は教示かは再生かによって切換えられる切換信号を入力
すると共に、ピーク検出回路４で検出されたピーク値と
２段目のバッファ７の出力をアドレスとし、該アドレス
に記憶するデータを出力するものである。また、半導体
メモリ５の出力はＤ／Ａコンバータ８に入力されアナロ
グ信号に変換され、該アナログ信号でレーザ駆動回路９
を駆動し半導体レーザ１０からレーザビームが出力され
ることになる。
ットされ、サンプルホールド信号ＳＨが入力される毎に
受光セル出力を出力部に出力すると共に、出力部に記憶
するゲート信号ＴＧ１周期前の各セル出力を順次Ａ／Ｄ
コンバータ３に出力し、Ａ／Ｄコンバータ３はサンプル
ホールド信号ＳＨにより、ＣＣＤ受光素子２から出力さ
れるセル出力をアナログ値からディジタル値に変換し、
ピーク検出回路４に出力する。ピーク検出回路４はサン
プルホールド信号ＳＨ毎Ａ／Ｄコンバータから出力され
る値におけるピーク値を記憶し、ゲート信号ＴＧが入力
されるとこのピーク値を半導体メモリ５のアドレスとし
て出力するとともにリセットされる。また、１段目，２
段目のバッファ６，７は半導体メモリ５の出力を記憶す
るバッファで上記ゲート信号ＴＧ毎、１段目のバッファ
のデータを２段目のバッファに格納し、１段目のバッフ
ァに半導体メモリ５の出力を格納する。半導体メモリ５
は教示かは再生かによって切換えられる切換信号を入力
すると共に、ピーク検出回路４で検出されたピーク値と
２段目のバッファ７の出力をアドレスとし、該アドレス
に記憶するデータを出力するものである。また、半導体
メモリ５の出力はＤ／Ａコンバータ８に入力されアナロ
グ信号に変換され、該アナログ信号でレーザ駆動回路９
を駆動し半導体レーザ１０からレーザビームが出力され
ることになる。
【００１２】次に、図２に示す本実施例のタイミングチ
ヤートとともに本実施例の動作を説明する。まず、初め
に、ゲート信号ＴＧ１の時、半導体メモリ５の出力が初
期設定値のＡ１Ｄで半導体レーザ１１からの出力がＡ１
であったとする。そのため、１段目のバッファ６には半
導体メモリ５の出力Ａ１Ｄが格納されている。そして、
ゲート信号ＴＧ１後に発生するサンプリングホールド信
号ＳＨ毎、ＣＣＤ受光素子２の受光セルの出力は出力部
に順次シフトされる。次のゲート信号ＴＧ２の時、半導
体メモリ５の出力が初期設定値のＢ１Ｄで半導体レーザ
１１からの出力がＢ１であったとすると、２番目のバッ
ファ７にはデータＡ１Ｄが、１番目のバッファ６にはデ
ータＢ１Ｄが格納されることになる。ゲート信号ＴＧ２
後に発生するサンプリングホールド信号ＳＨ毎、ＣＣＤ
受光素子２の出力部のからレーザ出力Ａ１の受光出力が
Ａ／Ｄコンバータ３に出力され、ピーク検出回路４でピ
ーク値が検出される。それと共に、レーザ出力Ｂ１を受
光したの受光セルの出力は出力部に順次シフトされる。
ヤートとともに本実施例の動作を説明する。まず、初め
に、ゲート信号ＴＧ１の時、半導体メモリ５の出力が初
期設定値のＡ１Ｄで半導体レーザ１１からの出力がＡ１
であったとする。そのため、１段目のバッファ６には半
導体メモリ５の出力Ａ１Ｄが格納されている。そして、
ゲート信号ＴＧ１後に発生するサンプリングホールド信
号ＳＨ毎、ＣＣＤ受光素子２の受光セルの出力は出力部
に順次シフトされる。次のゲート信号ＴＧ２の時、半導
体メモリ５の出力が初期設定値のＢ１Ｄで半導体レーザ
１１からの出力がＢ１であったとすると、２番目のバッ
ファ７にはデータＡ１Ｄが、１番目のバッファ６にはデ
ータＢ１Ｄが格納されることになる。ゲート信号ＴＧ２
後に発生するサンプリングホールド信号ＳＨ毎、ＣＣＤ
受光素子２の出力部のからレーザ出力Ａ１の受光出力が
Ａ／Ｄコンバータ３に出力され、ピーク検出回路４でピ
ーク値が検出される。それと共に、レーザ出力Ｂ１を受
光したの受光セルの出力は出力部に順次シフトされる。
【００１３】次に、ゲート信号ＴＧ３が出力されたとき
には、ピーク検出回路４からは、レーザ出力Ａ１に対す
るピーク値Ａ１Ｐが出力され、２段目のバッファ７から
は半導体レーザからの出力がＡ１になるように指令した
指令値である半導体メモリ５の出力データＡ１Ｄが出力
され、これらのデータがアドレスとして半導体メモリに
入力される。そして、このアドレス位置に記憶されたデ
ータＡ２Ｄが半導体メモリ５から出力される。この出力
はＤ／Ａコンバータ８に入力され、アナログ信号に変換
されて増幅され、レーザ駆動回路９を介して半導体レー
ザ１１を駆動し、レーザ出力Ａ２を出力する。以下同様
に、ピーク検出回路４と２段目のバッファ７の出力をア
ドレスとして、該アドレス位置より読みだされた半導体
メモリ５からの出力により、半導体レーザは駆動制御さ
れることになる。
には、ピーク検出回路４からは、レーザ出力Ａ１に対す
るピーク値Ａ１Ｐが出力され、２段目のバッファ７から
は半導体レーザからの出力がＡ１になるように指令した
指令値である半導体メモリ５の出力データＡ１Ｄが出力
され、これらのデータがアドレスとして半導体メモリに
入力される。そして、このアドレス位置に記憶されたデ
ータＡ２Ｄが半導体メモリ５から出力される。この出力
はＤ／Ａコンバータ８に入力され、アナログ信号に変換
されて増幅され、レーザ駆動回路９を介して半導体レー
ザ１１を駆動し、レーザ出力Ａ２を出力する。以下同様
に、ピーク検出回路４と２段目のバッファ７の出力をア
ドレスとして、該アドレス位置より読みだされた半導体
メモリ５からの出力により、半導体レーザは駆動制御さ
れることになる。
【００１４】すなわち、ＣＣＤ受光による出力とピーク
検出による処理のためにゲート信号ＴＧの２周期分が遅
れるため、この遅れ分を２つのバッファ６，７で記憶し
ておき、半導体レーザ１０の対応する指令と出力とを半
導体メモリ５のアドレスとし、そのアドレス位置に、指
令と出力の関係に応じて、次に指令する値を決定してフ
ィードバック制御を行なうものである。
検出による処理のためにゲート信号ＴＧの２周期分が遅
れるため、この遅れ分を２つのバッファ６，７で記憶し
ておき、半導体レーザ１０の対応する指令と出力とを半
導体メモリ５のアドレスとし、そのアドレス位置に、指
令と出力の関係に応じて、次に指令する値を決定してフ
ィードバック制御を行なうものである。
【００１５】さらに、半導体メモリ５には、ロボットの
教示時か再生時かによって切替わる信号が入力されてお
り、教示時には再生時よりも半導体レーザの出力が小さ
くなるように半導体メモリ５に記憶されているデータの
値は再生時に比べ小さな値が記憶されている。このよう
に、半導体メモリ５にはピーク検出回路４及び２段目バ
ッファ７の同一値に対して教示時用と再生時用の２つの
データが記憶されている。
教示時か再生時かによって切替わる信号が入力されてお
り、教示時には再生時よりも半導体レーザの出力が小さ
くなるように半導体メモリ５に記憶されているデータの
値は再生時に比べ小さな値が記憶されている。このよう
に、半導体メモリ５にはピーク検出回路４及び２段目バ
ッファ７の同一値に対して教示時用と再生時用の２つの
データが記憶されている。
【００１６】次に、上記半導体メモリ５に記憶させる制
御データ（半導体レーザへの指令値）について、説明す
る。本実施例においては、半導体メモリ５のアドレスの
上位８ビットは前々回に決定したレーザ指令値を記憶す
る２段目のバッファ７の出力に、下位８ビットはピーク
検出回路４の出力に接続されているものとする。すなわ
ち、ピーク検出回路４の出力は８ビットで１０進数で０
〜２５５の値を出力し、該半導体メモリ５の出力は８ビ
ットで１０進数で０〜２５５の値を出力するものとして
している。
御データ（半導体レーザへの指令値）について、説明す
る。本実施例においては、半導体メモリ５のアドレスの
上位８ビットは前々回に決定したレーザ指令値を記憶す
る２段目のバッファ７の出力に、下位８ビットはピーク
検出回路４の出力に接続されているものとする。すなわ
ち、ピーク検出回路４の出力は８ビットで１０進数で０
〜２５５の値を出力し、該半導体メモリ５の出力は８ビ
ットで１０進数で０〜２５５の値を出力するものとして
している。
【００１７】まず、ＣＣＤ素子の出力のピーク値を幾つ
に安定させるか決定する。例えば、この目標値（設定
値）を１０進数で１２７とすると、図３に示すように、
ピーク検出回路４で検出した値が、この目標値１２７よ
り小さい場合には、２段目のバッファの出力値（前々回
のレーザ指令値）より「１」多い値を、該２段目のバッ
ファ７とピーク検出回路４の出力によるアドレス位置に
記憶させる。また、目標値より大きいときには２段目の
バッファの出力値（前々回のレーザ指令値）より「１」
小さい値を記憶させる。すなわち、図３に示すように、
目標値「１２７」より小さいピーク検出回路４によるア
ドレス位置には、２段目のバッファによるアドレスの値
よりも「１」大きい値を、ピーク検出回路４と２段目の
バッファ７の出力に対応するアドレス位置に記憶させ
る。また、目標値「１２７」より大きいピーク検出回路
の値によるアドレスに対しては２段目バッファの出力に
対応する各アドレス（０〜２５５）に対して、２段目バ
ッファの出力より「１」小さい値を記憶させる。 そし
て、ピーク検出回路の出力値が目標値「１２７」と同じ
であれば、２段目バッファの出力に対応する各アドレス
（０〜２５５）に対して、このアドレス（２段目バッフ
ァ出力）と同一の値を記憶させる。
に安定させるか決定する。例えば、この目標値（設定
値）を１０進数で１２７とすると、図３に示すように、
ピーク検出回路４で検出した値が、この目標値１２７よ
り小さい場合には、２段目のバッファの出力値（前々回
のレーザ指令値）より「１」多い値を、該２段目のバッ
ファ７とピーク検出回路４の出力によるアドレス位置に
記憶させる。また、目標値より大きいときには２段目の
バッファの出力値（前々回のレーザ指令値）より「１」
小さい値を記憶させる。すなわち、図３に示すように、
目標値「１２７」より小さいピーク検出回路４によるア
ドレス位置には、２段目のバッファによるアドレスの値
よりも「１」大きい値を、ピーク検出回路４と２段目の
バッファ７の出力に対応するアドレス位置に記憶させ
る。また、目標値「１２７」より大きいピーク検出回路
の値によるアドレスに対しては２段目バッファの出力に
対応する各アドレス（０〜２５５）に対して、２段目バ
ッファの出力より「１」小さい値を記憶させる。 そし
て、ピーク検出回路の出力値が目標値「１２７」と同じ
であれば、２段目バッファの出力に対応する各アドレス
（０〜２５５）に対して、このアドレス（２段目バッフ
ァ出力）と同一の値を記憶させる。
【００１８】さらに、本実施例では、可視光のレーザを
出力する半導体レーザセンサをロボットに使用するとき
の教示モード時と再生モード時用のために目標値を変え
るようにしている。そのために、再生時には目標値を大
きく教示時には小さくして２種類のテーブルを作成し記
憶させる。切換指令として、教示時には例えば「１」の
信号を、再生時には「０」の信号を該半導体メモリに入
力することによって、ピーク検出回路４と２段目バッフ
ァの出力によるアドレスが同一でも、上記切換信号によ
って教示用か再生用かのテーブルを選択して、当該アド
レス値のデータ（レーザ指令値）を出力するようにす
る。そうすれば、教示時には、レーザからは大きな出力
が出力されず、レーザビームがワークに投射されている
位置をオペレータが観察しても、光量が少なく、目を傷
めるようなことがない。また、再生運転時にはレーザ出
力が大きくなり、ＣＣＤ素子で受光する受光量も大きく
なって安定して位置を検出することができる。
出力する半導体レーザセンサをロボットに使用するとき
の教示モード時と再生モード時用のために目標値を変え
るようにしている。そのために、再生時には目標値を大
きく教示時には小さくして２種類のテーブルを作成し記
憶させる。切換指令として、教示時には例えば「１」の
信号を、再生時には「０」の信号を該半導体メモリに入
力することによって、ピーク検出回路４と２段目バッフ
ァの出力によるアドレスが同一でも、上記切換信号によ
って教示用か再生用かのテーブルを選択して、当該アド
レス値のデータ（レーザ指令値）を出力するようにす
る。そうすれば、教示時には、レーザからは大きな出力
が出力されず、レーザビームがワークに投射されている
位置をオペレータが観察しても、光量が少なく、目を傷
めるようなことがない。また、再生運転時にはレーザ出
力が大きくなり、ＣＣＤ素子で受光する受光量も大きく
なって安定して位置を検出することができる。
【００１９】このＣＣＤ受光素子を使用したレーザセン
サの場合、上述したように、レーザビームを投射してそ
の投射によるＣＣＤ受光素子のピーク値検出は、投射周
期２回遅れるため、ピーク検出回路４で検出したピーク
値は２段目のバッファに記憶する前々回のレーザ指令値
によるものである。そのため、半導体メモリ５にアドレ
スとして入力される値はレーザ指令値に対するピーク値
であり、このアドレスに対して、新たなレーザ指令値を
求めるようにしたもので、指令に対し検出ピーク値が目
標値に達してなければ指令値を上昇し、目標値を越えて
いれば、指令値を小さくし、目標値と一致していれば指
令値をそのまま保持するようにしたものである。
サの場合、上述したように、レーザビームを投射してそ
の投射によるＣＣＤ受光素子のピーク値検出は、投射周
期２回遅れるため、ピーク検出回路４で検出したピーク
値は２段目のバッファに記憶する前々回のレーザ指令値
によるものである。そのため、半導体メモリ５にアドレ
スとして入力される値はレーザ指令値に対するピーク値
であり、このアドレスに対して、新たなレーザ指令値を
求めるようにしたもので、指令に対し検出ピーク値が目
標値に達してなければ指令値を上昇し、目標値を越えて
いれば、指令値を小さくし、目標値と一致していれば指
令値をそのまま保持するようにしたものである。
【００２０】例えば、目標値（設定値）を「１２７」と
し作動を開始させると、初めはピーク値は「０」であ
り、２段目バッファの出力も「０」であるので、新しい
レーザ指令値「１」が出力されることになる。この指令
値に対して２周期遅れてピーク値が検出されるが、この
ピーク値は恐らく目標値「１２７」よりも小さいので、
新しいレーザ指令値として「２」が出力される。以下順
次レーザ指令値は増大していき、例えば、ピーク値が
「１２６」を検出したとき２段目のバッファの出力が
「１２５」であったとする。そうすると、新しいレーザ
指令値は「１２６」となる。そして、このレーザ指令値
「１２６」に対してピーク値が目標値「１２７」になっ
たことが検出されると、新しいレーザ指令値は「１２
６」となり、ピーク値が「１２７」を保持する限り、レ
ーザ指令値は「１２６」を保持することになる。また、
レーザ指令値が「１２６」の状態で検出ピーク値が「１
２８」となると、新しい指令値は「１２５」となり、検
出ピーク値が「１２７」になるようにレーザ指令値が補
正されることになる。
し作動を開始させると、初めはピーク値は「０」であ
り、２段目バッファの出力も「０」であるので、新しい
レーザ指令値「１」が出力されることになる。この指令
値に対して２周期遅れてピーク値が検出されるが、この
ピーク値は恐らく目標値「１２７」よりも小さいので、
新しいレーザ指令値として「２」が出力される。以下順
次レーザ指令値は増大していき、例えば、ピーク値が
「１２６」を検出したとき２段目のバッファの出力が
「１２５」であったとする。そうすると、新しいレーザ
指令値は「１２６」となる。そして、このレーザ指令値
「１２６」に対してピーク値が目標値「１２７」になっ
たことが検出されると、新しいレーザ指令値は「１２
６」となり、ピーク値が「１２７」を保持する限り、レ
ーザ指令値は「１２６」を保持することになる。また、
レーザ指令値が「１２６」の状態で検出ピーク値が「１
２８」となると、新しい指令値は「１２５」となり、検
出ピーク値が「１２７」になるようにレーザ指令値が補
正されることになる。
【００２１】上記例では、前々回の指令値（当該ピーク
値検出に対する指令値）に対する加減量を「１」とした
が、この加減量を大きくすれば応答性は早くなり、小さ
くすれば応答は遅くなる。ただし、この加減量を大きく
するとレーザ出力の変化率が大きくなり、ワークの表面
反射率が大きい場合にはＣＣＤ素子が飽和したり、ある
いは受光量が不足するなどの問題が生じる。ワークを鉄
板などにした条件ではこの加減量を２〜３以上にすると
制御できない場合が生じる。そこで、ＣＣＤ出力のピー
ク値が目標値より低い場合には新しい指令値を（前々回
の指令値×定数）、ＣＣＤ出力のピーク値が目標値より
高い場合には新しい指令値を（前々回の指令値／定数）
として、各種ワークに対して最適の定数を求め半導体メ
モリに制御データ（指令値）を記憶させる。例えば、上
記定数を「１．２４」として上記制御データを作成し半
導体メモリに記憶させたときには、前述した方式（目標
値より小さいときは前々回の指令値より「１」大きく、
目標値より大きいときには「１」小さい値を新しい指令
値とする方式）に比べ約１０倍の応答性が得られた。
値検出に対する指令値）に対する加減量を「１」とした
が、この加減量を大きくすれば応答性は早くなり、小さ
くすれば応答は遅くなる。ただし、この加減量を大きく
するとレーザ出力の変化率が大きくなり、ワークの表面
反射率が大きい場合にはＣＣＤ素子が飽和したり、ある
いは受光量が不足するなどの問題が生じる。ワークを鉄
板などにした条件ではこの加減量を２〜３以上にすると
制御できない場合が生じる。そこで、ＣＣＤ出力のピー
ク値が目標値より低い場合には新しい指令値を（前々回
の指令値×定数）、ＣＣＤ出力のピーク値が目標値より
高い場合には新しい指令値を（前々回の指令値／定数）
として、各種ワークに対して最適の定数を求め半導体メ
モリに制御データ（指令値）を記憶させる。例えば、上
記定数を「１．２４」として上記制御データを作成し半
導体メモリに記憶させたときには、前述した方式（目標
値より小さいときは前々回の指令値より「１」大きく、
目標値より大きいときには「１」小さい値を新しい指令
値とする方式）に比べ約１０倍の応答性が得られた。
【００２２】上述した実施例では受光素子としてＣＣＤ
素子を使用した例を述べたが、受光素子としてＰＳＤ素
子を使用した場合には、このＰＳＤ素子は非分割型・積
分型素子で受光素子の両端からの電極から出力される電
流値によって対象物の位置を検出するものであり、位置
検出に遅れをほとんど伴わない。そのため、受光素子の
両端からの電極から出力される電流値の総和を設定値に
保持するようにフィードバック制御を行なうようにすれ
ばよく、上記電流値の総和を求め該総和と設定値との差
を差動増幅器等で増幅しレーザ指令値とすればよいもの
である。この場合においても、ロボット教示時と再生運
転時では上記設定値を変えることによってレーザ出力を
変えるようにすればよい。
素子を使用した例を述べたが、受光素子としてＰＳＤ素
子を使用した場合には、このＰＳＤ素子は非分割型・積
分型素子で受光素子の両端からの電極から出力される電
流値によって対象物の位置を検出するものであり、位置
検出に遅れをほとんど伴わない。そのため、受光素子の
両端からの電極から出力される電流値の総和を設定値に
保持するようにフィードバック制御を行なうようにすれ
ばよく、上記電流値の総和を求め該総和と設定値との差
を差動増幅器等で増幅しレーザ指令値とすればよいもの
である。この場合においても、ロボット教示時と再生運
転時では上記設定値を変えることによってレーザ出力を
変えるようにすればよい。
【００２３】
【発明の効果】本発明は、半導体レーザセンサの出力を
設定値に保持されるようにフィードバック制御を行なう
ようにしたから、レーザ出力を最適な値に設定すること
ができる。可視光を出力するレーザセンサを溶接ロボッ
トに用いた場合に、教示時においては上記設定値を小さ
くし、レーザ出力を小さくしレーザビームがワークに当
たる位置をオペレータが観察しても目を傷めないような
光量にすることができるので、教示が正確でかつ容易に
なる。また、受光素子としてＣＣＤ素子を使用した場合
でも、レーザ出力を設定値になるように制御されるか
ら、ＣＣＤ素子が飽和したり、受光量不足等が生じな
く、最適の状態を維持することができる。
設定値に保持されるようにフィードバック制御を行なう
ようにしたから、レーザ出力を最適な値に設定すること
ができる。可視光を出力するレーザセンサを溶接ロボッ
トに用いた場合に、教示時においては上記設定値を小さ
くし、レーザ出力を小さくしレーザビームがワークに当
たる位置をオペレータが観察しても目を傷めないような
光量にすることができるので、教示が正確でかつ容易に
なる。また、受光素子としてＣＣＤ素子を使用した場合
でも、レーザ出力を設定値になるように制御されるか
ら、ＣＣＤ素子が飽和したり、受光量不足等が生じな
く、最適の状態を維持することができる。
【図１】本発明の一実施例におけるレーザ出力制御回路
のブロック図である。
のブロック図である。
【図２】同実施例におけるタイミングチャートである。
【図３】同実施例における半導体メモリに記憶させる制
御データの説明図である。
御データの説明図である。
１ タイミングＩＣ ２ ＣＣＤ受光素子 ３ Ａ／Ｄコンバータ ４ ピーク検出回路 ５ 半導体メモリ ６，７ バッファ ８ Ｄ／Ａコンバータ ９ レーザ駆動回路 １０ 半導体レーザ
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体レーザセンサにおいて、センサの
受光素子に受光される受光量を求め、該受光量が予め設
定された設定値になるようにフィードバック制御を行な
って半導体レーザを駆動制御する半導体レーザセンサの
制御方式。 - 【請求項２】 センサの受光素子にＣＣＤ受光素子を用
いた半導体レーザセンサにおいて、上記受光素子に受光
される受光量のピーク値を求め、上記半導体レーザセン
サのレーザ出力指令値から上記ピーク値が求められる間
での遅れ分上記出力指令値を記憶しておき、検出された
上記ピーク値と該ピーク値に対応する記憶された出力指
令値に基づいてレーザ出力のピーク値が設定値になるよ
うにレーザ出力指令値を変えるようにした半導体レーザ
センサの制御方式。 - 【請求項３】 上記半導体レーザセンサに可視光のレー
ザビームを出力する半導体レーザセンサを用い、該半導
体レーザセンサを使用したロボットに教示するときに
は、ロボット再生運転時より上記設定値を下げて制御す
る請求項１若しくは請求項２記載の半導体レーザセンサ
の制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22531391A JPH0548211A (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 半導体レーザセンサの制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22531391A JPH0548211A (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 半導体レーザセンサの制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0548211A true JPH0548211A (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=16827399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22531391A Pending JPH0548211A (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 半導体レーザセンサの制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0548211A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110645907A (zh) * | 2018-06-26 | 2020-01-03 | 精工爱普生株式会社 | 三维计测装置、控制装置及机器人*** |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62136933A (ja) * | 1985-12-10 | 1987-06-19 | Sharp Corp | 光送信機 |
| JPS62198185A (ja) * | 1986-02-25 | 1987-09-01 | Rohm Co Ltd | レ−ザダイオ−ドチツプの位置調整装置 |
| JPS63110787A (ja) * | 1986-10-29 | 1988-05-16 | Sharp Corp | 光学位相操作板の装着方法 |
| JPH03106133A (ja) * | 1989-09-19 | 1991-05-02 | Nec Corp | 光送信回路 |
-
1991
- 1991-08-12 JP JP22531391A patent/JPH0548211A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62136933A (ja) * | 1985-12-10 | 1987-06-19 | Sharp Corp | 光送信機 |
| JPS62198185A (ja) * | 1986-02-25 | 1987-09-01 | Rohm Co Ltd | レ−ザダイオ−ドチツプの位置調整装置 |
| JPS63110787A (ja) * | 1986-10-29 | 1988-05-16 | Sharp Corp | 光学位相操作板の装着方法 |
| JPH03106133A (ja) * | 1989-09-19 | 1991-05-02 | Nec Corp | 光送信回路 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110645907A (zh) * | 2018-06-26 | 2020-01-03 | 精工爱普生株式会社 | 三维计测装置、控制装置及机器人*** |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5151608A (en) | Optical distance sensor using a laser beam and processing means | |
| EP0304932B1 (en) | Optical disk access system | |
| US4879598A (en) | Infrared video camera shading correction device | |
| US5987261A (en) | Strobe device | |
| JPS5840878A (ja) | ディジタル光ディスク用半導体レーザの駆動装置 | |
| JP2756820B2 (ja) | 半導体レーザ駆動回路 | |
| JPH0548211A (ja) | 半導体レーザセンサの制御方式 | |
| JPH01106667A (ja) | レーザ記録装置 | |
| US5392068A (en) | Imaging apparatus having start-of-imaging signal dependent color temperature measurement for white-balance | |
| JPH09166806A (ja) | 入力信号の輝度変化によるアイリス調節方法及びその装置 | |
| US6574175B1 (en) | Track jump control device for optical disc drive and method thereof | |
| JP2519804B2 (ja) | 映像信号遅延回路 | |
| JPH03102227A (ja) | 非直線性補正回路 | |
| JPS62277636A (ja) | フオ−カスエラ−信号の信号レベル補正方法及びその装置 | |
| JPH01125733A (ja) | 光デイスクのトラツキング制御装置 | |
| JPS60251731A (ja) | 光出力制御装置 | |
| JPS62246009A (ja) | 自動焦点検出方法 | |
| JPH01220227A (ja) | フォーカス・サーボ制御装置 | |
| JP2000105111A (ja) | ３次元入力装置 | |
| JPH0441079A (ja) | アークセンサ及び溶接線の探索方法 | |
| JPH03296375A (ja) | 欠陥画素の位置検出装置 | |
| JPS6089836A (ja) | デイスクレコ−ド再生装置のトラツキング制御回路 | |
| JPH03136102A (ja) | センサコントローラ | |
| JPH02105343A (ja) | 光学的情報記録再生装置 | |
| JPH04345930A (ja) | 光ディスク記憶装置のレーザ発光量制御方式 |