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JPS6162808A - Apparatus for detecting position of object to be measured - Google Patents

Apparatus for detecting position of object to be measured

Info

Publication number
JPS6162808A
JPS6162808A JP18552184A JP18552184A JPS6162808A JP S6162808 A JPS6162808 A JP S6162808A JP 18552184 A JP18552184 A JP 18552184A JP 18552184 A JP18552184 A JP 18552184A JP S6162808 A JPS6162808 A JP S6162808A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
measured
ultrasonic
reflected signal
ultrasonic transducer
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
Application number
JP18552184A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisanori Otsuki
大槻 寿則
Teruo Maruyama
照雄 丸山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP18552184A priority Critical patent/JPS6162808A/en
Publication of JPS6162808A publication Critical patent/JPS6162808A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to detect the central position of a minute projection with high accuracy, by simple constitution such that the direction of an ultrasonic transducer is changed to detect a position where the reflected wave from an objective body takes a max. value. CONSTITUTION:The ultrasonic transducer 53 of a manipulator 50 transmits a predetermined ultrasonic wave to an objective body by an oscillator 55 and receives the reflected signal thereof. The manipulator 50 is made operable in X-and Y-axis directions by a manipulator control apparatus 52 and the center position of the minute projection of the objective body is detected from the change amount of the relative positional relation of the ultrasonic transducer 53 and the objective body when a receiving signal shows a max. value.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は超音波を利用した被測定物の位置検出装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for detecting the position of an object to be measured using ultrasonic waves.

従来例の構成とその問題点 従来の被測定物の位置検出装置としては超音波送受波素
子を被測定物に対して回転走査して得られた反射信号の
極大値から被測定物の周縁の方位角を、また前記反射信
号の伝搬時間から被測定物の周縁までの距離を検出して
被測定物の位置と姿勢を検出するものがある。以下その
内容の概略を説明する。
Configuration of the conventional example and its problems A conventional position detection device for a measured object detects the circumference of the measured object from the maximum value of the reflected signal obtained by rotationally scanning an ultrasonic wave transmitting/receiving element with respect to the measured object. There is a device that detects the position and orientation of the object to be measured by detecting the azimuth angle and the distance from the propagation time of the reflected signal to the periphery of the object to be measured. The outline of the contents will be explained below.

第1図は従来の装置の概略の構成を示す/ステム図であ
る。第2図は従来の装置を用いた形状検出を示す斜視図
である。第1図において超音波送受波素子1に第3図に
示す高電圧パルス17を印加すすると空気中に所定の周
波数の超音波パルスが発射される。この超音波パルスが
第2図の対象物体13で反射され、対象物体13の各辺
14゜16.16からの反射信号が超音波送受波素子1
に到達し、受波信号増幅器3で増幅された後、アナログ
−デジタル変換されてメモリ15に記憶される。第3図
は、メモリ16に記憶された超音波送受波素子1の動作
波形を示すもので、37゜38.39はそれぞれ対象物
体13の各辺14゜16.16からの反射信号を示す。
FIG. 1 is a stem diagram showing the general configuration of a conventional device. FIG. 2 is a perspective view showing shape detection using a conventional device. When a high voltage pulse 17 shown in FIG. 3 is applied to the ultrasonic transceiver element 1 in FIG. 1, an ultrasonic pulse of a predetermined frequency is emitted into the air. This ultrasonic pulse is reflected by the target object 13 in FIG.
After reaching the receiving signal amplifier 3 and being amplified, the signal is analog-to-digital converted and stored in the memory 15 . FIG. 3 shows operating waveforms of the ultrasonic transceiver element 1 stored in the memory 16, where 37°, 38.39 indicate reflected signals from each side of the target object 13 at 14°, 16.16, respectively.

メモリ16に記憶された反射信号は小型電子計算機6に
転送され、第3図に示した反射信号37,38.39の
伝播時間40.41.42および反射信号強度43.4
4.45を検出している。
The reflected signals stored in the memory 16 are transferred to the small computer 6, and the propagation times 40, 41, 42 and reflected signal strengths 43.4 of the reflected signals 37, 38, and 39 shown in FIG.
4.45 is detected.

1だ第2図において超音波送受波素子1は、小型電子計
算機6からの制御信号によりパルスモータドライバ11
とパルスモータ1oを介して矢印A、B方向に回転走査
する構成となっておシ、超音波送受波素子1を所定の角
度でステップしながら前述の被測定物間で反射信号の伝
播時間および強度の検出を行なっている。第4図は、超
音波送受波素子1を回転走査させた時の被測定物13か
らの反射信号強度を横軸に超音波送受波素子の回転角、
縦軸に反射信号強度をとってプo y l・したもので
ある。46.47.48はそれぞれ被測定物13の各辺
14,15.16からの反射信号を整理したものであり
、それぞれの反射信号強度が最大となるときの超音波送
受波素子1の回転走査角度から被測定物13の各辺14
,15.16の方向を検出している。また前述の反射信
号の伝播時間から被測定物の各辺までの距離が得られる
ので被測定物13の各辺13,14.15の座標を求め
ることができ、被測定物13の位置と姿勢を検出するこ
とができる。
1. In FIG.
The configuration is such that the ultrasonic transceiver element 1 is rotated and scanned in the directions of arrows A and B via the pulse motor 1o, and the propagation time of the reflected signal and Detecting the intensity. FIG. 4 shows the rotation angle of the ultrasonic wave transmitting/receiving element, with the horizontal axis representing the intensity of the reflected signal from the object 13 when the ultrasonic wave transmitting/receiving element 1 is rotated and scanned.
The vertical axis represents the reflected signal strength. 46, 47, and 48 are the reflected signals from each side 14, 15, and 16 of the object to be measured 13, respectively, and are the rotational scans of the ultrasonic transceiver element 1 when the respective reflected signal strengths are maximum. Each side 14 of the object to be measured 13 from the angle
, 15.16 directions are detected. Furthermore, since the distance to each side of the object to be measured can be obtained from the propagation time of the reflected signal described above, the coordinates of each side 13, 14, 15 of the object to be measured 13 can be determined, and the position and orientation of the object to be measured 13 can be determined. can be detected.

しかしながら、上記従来の位置検出装置を微少突起物の
位置検出に適用し、微少突起物の存在に対応した反射信
号強度の変化を得るには、超音波送受波素子の減衰性を
大幅に向上すると占が必要であった。
However, in order to apply the above-mentioned conventional position detection device to detect the position of minute protrusions and obtain changes in reflected signal intensity corresponding to the presence of minute protrusions, it is necessary to significantly improve the attenuation of the ultrasonic transceiver element. Fortune-telling was necessary.

本発明者らはこの微少突起物の位置検出を行なう装置に
ついて鋭意検討し、超音波送受波素子を用いて前記微少
突起物に対して超音波を送受波すると同時に、前記微少
突起物に対して平行走査して得られた反射信号強度が前
記微少突起物の存在に」:り大きく変化することに着目
し、同反射信号強度が極太値を示すときの前記超音波送
受波素子と前記微少突起物の相対位置変化量から前記微
少突起物の中心位置を検出できること、さらに超音波送
受波素子を前記微少突起物の中心軸に対して傾斜して設
は前記微少突起物に対して斜め方向に超音波を送受波す
ると同時に、前記微少突起物に対して平行走査して得ら
、れた反射信号強度が前記微少突起物の存在によりさら
に大きく変化することに着目し、同反射信号強度が極太
値を示すときの前記超音波送受波素子と前記微少突起物
の相対位置変化量から前記微少突起物の中心位置を検出
でき、上述の従来構成の問題点をすべて解決できること
を見出し本発明に到った。
The present inventors have made extensive studies on a device for detecting the position of these minute protrusions, and have used an ultrasonic transceiver element to transmit and receive ultrasonic waves to and from the minute protrusions. Focusing on the fact that the reflected signal intensity obtained by parallel scanning changes greatly due to the presence of the minute protrusions, The center position of the minute protrusion can be detected from the amount of change in the relative position of the object, and the ultrasonic wave transmitting/receiving element is tilted with respect to the central axis of the minute protrusion and is set in a direction oblique to the minute protrusion. Focusing on the fact that the intensity of the reflected signal obtained by simultaneously transmitting and receiving ultrasonic waves and scanning parallel to the minute protrusions changes even more greatly due to the presence of the minute protrusions, The inventors have discovered that the center position of the minute protrusion can be detected from the amount of change in the relative position of the ultrasonic wave transmitting/receiving element and the minute protrusion when a value is indicated, and that all of the problems of the conventional structure described above can be solved, leading to the present invention. It was.

発明の目的 本発明は上述の欠点をなくし、簡易な構成で微提供する
ことを目的とする。
OBJECTS OF THE INVENTION It is an object of the present invention to eliminate the above-mentioned drawbacks and provide a simple structure.

発明の構成 本発明は超音波送受波素子を用いて被測定物に超音波を
送受波する手段と、前記超音波送受波素子と前記被測定
物の相対位置関係を変化させる手段と、この時の前記被
測定物の中心位置近傍における反射信号強度の変化を利
用して前記被測定物の位置を検出するよう前記被測定物
からの反射信号強度の極太値を検出する手段およびこの
時の前記超音波送受波素子と前記被測定物の相対位置関
係の変化量から前記被測定物の中心位置を検出する手段
を有した信号処理手段からなり前記被測定物の位置検出
を行なう装置を得るものである。
Structure of the Invention The present invention provides a means for transmitting and receiving ultrasonic waves to an object to be measured using an ultrasonic wave transmitting/receiving element, a means for changing the relative positional relationship between the ultrasonic wave transmitting/receiving element and the object to be measured, and means for detecting the thickest value of the intensity of the reflected signal from the object to be measured so as to detect the position of the object by using changes in the intensity of the reflected signal near the center position of the object; An apparatus for detecting the position of the object to be measured, which is comprised of a signal processing means having a means for detecting the center position of the object from an amount of change in the relative positional relationship between an ultrasonic transceiver element and the object to be measured. It is.

実施例の説明 以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明
する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第6図は本発明の実施例における微小突起物の位置検出
装置の概略を示すシステム図である。また第6図は本発
明の実施例の位置検出装置を用いた位W楡出の斜視図、
筑7図は同平面Mであ7−、−第5図において50は被
測定物C以下本実施例では対象物体54」二の微小突起
物66をいう。)と超音波送受波素子53(以下超音波
トランスデユーサという。)の相対位置関係を変化させ
る手段(以下マニピュレータという。)でありデータ処
理制御装置51からの制御信号によりマニピュレータ制
御装置52を介して動作を制御している。
FIG. 6 is a system diagram schematically showing a position detection device for a microprotrusion in an embodiment of the present invention. Further, FIG. 6 is a perspective view of a position W frame using a position detection device according to an embodiment of the present invention.
5 is the same plane M, and in FIG. 5, 50 refers to the minute protrusion 66 of the object to be measured C and below in this embodiment, the object 54. ) and the ultrasonic transducer element 53 (hereinafter referred to as the ultrasonic transducer) (hereinafter referred to as a manipulator). The operation is controlled by

丑たマニピュレータ60上には、第6図に示すように送
受波兼用の超音波トランスデユーサ63が設置されてい
る。!、たマニピュレータ制御装置62はマニピュレー
タ60をX、Y軸の直交2軸で動作可能な構成になって
いる。
On the manipulator 60, as shown in FIG. 6, an ultrasonic transducer 63 for both transmitting and receiving waves is installed. ! , the manipulator control device 62 is configured to be able to operate the manipulator 60 in two orthogonal axes, the X and Y axes.

超音波トランスデユーサ53は、発振器66により所定
の周波数の超音波を対象物体64の微小突起物65に向
けて送波し、またその反射信号を受波している。超音波
トランスデユーサ63が出力する受波信号は受波信号増
幅器66を経て、アナログ−デジタル変換器57(以下
A/D変換器という。)によってデジタル値に変換され
、メモリ58に記憶される。さらにテ゛−タ処理制御装
置61が設けられるが、このテ゛−タ処理制御装置51
1d(ンタフェイスコントロールユニット69(以下工
C■という。) フロッピディスクドライブ装置60(
以下FDDという。)および小型電子計算機61(以下
CPUという。)から構成される。ICU39はFDD
60およびCPUelに接続されるとともに、前述の発
振器55とメモIJ58に接続される。FDD60は本
位置検出装置を用いて位置検出を行なうためのプログラ
ム或は諸条件を入力する。このテ゛−タ処理制御装置5
1においては、発振器66を動作させるための制御信号
の出力、マニピュレータ50の動作を制御するマニピュ
レータ制御装置52への制御信号の出力を行なうととも
にメモリ58から転送された入力データの前処理を行な
い、F D D 6oから予め入カスドアされたプログ
ラムに従ってC1PU61で反射信号強度の検出、対象
物体の微小突起物の位置の演算処理、マニピュレータ6
oの移動量の演算処理を行なう。
The ultrasonic transducer 53 uses an oscillator 66 to transmit ultrasonic waves of a predetermined frequency toward a minute protrusion 65 of a target object 64, and receives the reflected signal. The received signal output from the ultrasonic transducer 63 passes through a received signal amplifier 66, is converted into a digital value by an analog-to-digital converter 57 (hereinafter referred to as an A/D converter), and is stored in a memory 58. . Furthermore, a data processing control device 61 is provided; however, this data processing control device 51
1d (interface control unit 69 (hereinafter referred to as work C)) floppy disk drive device 60 (
Hereinafter referred to as FDD. ) and a small electronic computer 61 (hereinafter referred to as CPU). ICU39 is FDD
60 and CPUel, and also connected to the aforementioned oscillator 55 and memory IJ58. The FDD 60 inputs a program or various conditions for performing position detection using this position detection device. This data processing control device 5
1, outputs a control signal for operating the oscillator 66, outputs a control signal to the manipulator control device 52 for controlling the operation of the manipulator 50, and preprocesses input data transferred from the memory 58, The C1PU 61 detects the reflected signal intensity, calculates the position of the minute protrusion of the target object, and performs calculations on the manipulator 6 according to a program pre-installed from the FDD 6o.
The amount of movement of o is calculated.

次に」二記のように構成した位置検出装置の動作を説明
する。なお本実施例では、第6図および第7図に示す超
音波トランスデユーサ53の直径が36#1.駆動周波
数が66KHz(波長λ−6,14朋)、対象物体54
と超音波トランスデユーサ63の距離が10011m 
+対象物体64の微小突起物65の直径が2羽、高さが
2羽で、超音波トランスデュ〜す63の送受波面は対象
物体54に対して所定の角度θ、C本実施例ではXおよ
びY軸方向に独立して各10°)傾斜して配置されてお
り、Q、1711mのステップで対象物体54と一定の
距離を保って平行走査した場合について説明する。
Next, the operation of the position detection device configured as described in Section 2 will be explained. In this embodiment, the diameter of the ultrasonic transducer 53 shown in FIGS. 6 and 7 is 36#1. Drive frequency is 66 KHz (wavelength λ-6,14 h), target object is 54
and the distance between the ultrasonic transducer 63 is 10011 m
+ The diameter of the minute protrusions 65 of the target object 64 is 2 and the height is 2, and the transmission/reception wave surface of the ultrasonic transducer 63 is at a predetermined angle θ with respect to the target object 54. A description will be given of a case where parallel scanning is performed while maintaining a constant distance from the target object 54 in steps of Q and 1711 m.

位置検出はFDD60から予め入カスドアされた第8図
のフローチャートに示す位置検出プログラムの手順に従
って行なわれる。第8図のフローチャートにおいて、ま
ずステップ1でデータ処理制御装置51からの制御信号
によりマニピュレータ制御装置62を介してマニピュレ
ータ60を駆動して超音波トランスデユーサ53をX軸
方向センシング開始f装置63に移動する。第6図にお
いて62は超音波トランスデユーサ53から送波される
超音波ビームの中心位置、また64はセンシング完了時
の、超音波ビームの中心位置62と対象物体54の交点
を示し、X軸方向のセンシングは、この区間内で行なわ
れる。なお本実施例ではセンシング区間は20朋であり
、この区間内に微小突起物65が存在するようにセンシ
ング区間を決定している。
The position detection is performed in accordance with the procedure of the position detection program shown in the flowchart of FIG. 8, which is preloaded from the FDD 60. In the flowchart of FIG. 8, first, in step 1, the manipulator 60 is driven via the manipulator control device 62 by a control signal from the data processing control device 51, and the ultrasonic transducer 53 is set to the X-axis direction sensing start f device 63. Moving. In FIG. 6, 62 indicates the center position of the ultrasonic beam transmitted from the ultrasonic transducer 53, and 64 indicates the intersection of the center position 62 of the ultrasonic beam and the target object 54 when sensing is completed, and the X-axis Direction sensing is performed within this interval. In this embodiment, the sensing interval is 20 mm, and the sensing interval is determined so that the minute protrusion 65 is present within this interval.

次にステップ2でテ゛−タ処理制御装置61からの制御
信号により発振器55を動作させ超音波トランスデユー
サ53で所定の周波数の超音波を対象物体54に向けて
送波すると同時に、A/D変換器67、メモリ68を動
作させて、対象物体64からの反射信号をメモリ68に
記憶する。第9図にはメモリ58に記憶された反射信号
を示す。
Next, in step 2, the oscillator 55 is operated by the control signal from the data processing control device 61, and the ultrasonic transducer 53 transmits ultrasonic waves of a predetermined frequency toward the target object 54. At the same time, the A/D The converter 67 and the memory 68 are operated to store the reflected signal from the target object 64 in the memory 68. FIG. 9 shows the reflected signal stored in the memory 58.

69は対象物体64からの反射信号を示す。Reference numeral 69 indicates a reflected signal from the target object 64.

次にステップ3でメモリ6Bに記憶された反射信号をI
CU39を介してcptrelに転送するCPU61で
はFDD60から予め入カスドアされているプログラム
に従って対象物体64からの反射信号69の反射信号強
度P1を検出する。
Next, in step 3, the reflected signal stored in the memory 6B is
The CPU 61, which transfers the signal to cptrel via the CU 39, detects the reflected signal intensity P1 of the reflected signal 69 from the target object 64 according to a program installed in advance from the FDD 60.

次にステップ4ではマニピュレータ60をX軸方向へ0
.1 mm移動して上記ステップ2.ステップ3を繰返
して所定のセンシング回数(本実施例では200回)を
完了すればステップ5へ進む。
Next, in step 4, move the manipulator 60 in the X-axis direction.
.. Move 1 mm and repeat step 2 above. When step 3 is repeated and a predetermined number of sensing operations (200 times in this embodiment) are completed, the process proceeds to step 5.

ステップ6では、」二記ステップ2、ステップ3で得ら
れた検出対象の微小突起物66を含む対象物体64から
の反射信号強度をもとにして検出対象の微小突起物66
のX軸方向の中心位置を検出する。第10図は直径が3
6ffJ、駆動周波数が66 KHz (波長λ−5,
14騎)の超音波トランスデユーサ63の送波面66を
対象物体64に対してX軸方向にθ1−100頌刷して
X軸方向に平行走査したときの対象物体54からの反射
信号強度を、横軸に超音波トランスデユーサ63の走査
量、縦軸に反射信号強度をとって10点おきにプロット
したものであシ、CPU61では、F D D 60か
ら予め入カスドアされたプログラムに従って反射信号強
度の極太値およびこの時の超音波トランスデユーサ63
の平行走査量を検出する。第10図において穴検出感度
S1は8.8 dB であった。
In step 6, the minute protrusion 66 to be detected is detected based on the intensity of the reflected signal from the target object 64 including the minute protrusion 66 to be detected obtained in step 2 and step 3 of ``2''.
Detect the center position in the X-axis direction. Figure 10 has a diameter of 3
6ffJ, driving frequency is 66 KHz (wavelength λ-5,
The intensity of the reflected signal from the target object 54 when the wave transmitting surface 66 of the ultrasonic transducer 63 of 14) is scanned parallel to the X-axis direction by θ1-100 in the X-axis direction with respect to the target object 64. , the scanning amount of the ultrasonic transducer 63 is plotted on the horizontal axis and the reflected signal intensity is plotted on the vertical axis every 10 points. Extreme value of signal strength and ultrasonic transducer 63 at this time
Detect the amount of parallel scanning. In FIG. 10, the hole detection sensitivity S1 was 8.8 dB.

なお穴検出感度Sは以下のように定義している。Note that the hole detection sensitivity S is defined as follows.

すなわち対象物体54からの反射信号の極小値をPl、
対象物体54からの反射信号の極大値をP2とすると検
出対象の微小突起物66の検出感度S (dB )は 5=20noq (P1/ P2) (dB)    
  (1)である。
That is, the minimum value of the reflected signal from the target object 54 is Pl,
If the maximum value of the reflected signal from the target object 54 is P2, the detection sensitivity S (dB) of the minute protrusion 66 to be detected is 5=20noq (P1/P2) (dB)
(1).

1だこの時の超音波トランスデユーサ63の平行走査量
は9.8T1mであり、検出対象穴66のX軸方向の中
心位置は、上述の超音波トランスデユーサ53のセンシ
ング開始位置63のX座標に上記平行走査量(9,8m
m)を加えることにより検出できた。
The parallel scanning amount of the ultrasonic transducer 63 at this time is 9.8T1m, and the center position of the detection target hole 66 in the X-axis direction is The above parallel scanning amount (9,8m
It could be detected by adding m).

つぎにステップ6では対象物体64の検出対象穴65の
中心位置を検出するのに必要なY軸方向のセンシングが
完了したか否かを判断し、本実施例の場合、ステップ1
に進み、ステップ1〜6を上述のX軸方向センシングを
同様にY軸方向のセンシングを実行し検出対象の微小突
起物66の中心位置を検出する。
Next, in step 6, it is determined whether sensing in the Y-axis direction necessary to detect the center position of the detection target hole 65 of the target object 64 has been completed.
In Steps 1 to 6, sensing in the Y-axis direction is performed similarly to the above-described sensing in the X-axis direction to detect the center position of the minute protrusion 66 to be detected.

なおY軸方向センシングでは超音波トランステ゛1−ザ
63の送受波面66は対象物体64に対してY軸方向に
θ、=100傾斜してY軸方向に平行走査しており、第
6図において超音波ビームの中心位置62と対象物体5
4との交点67をセンシング開始点68を+ンンング完
了点として、Y軸方向のセンシングは微小突起物65が
存在するこの区間内(本実施例では20朋)で行なう。
In the Y-axis direction sensing, the wave transmitting/receiving surface 66 of the ultrasonic transducer 1-63 is tilted θ=100 in the Y-axis direction with respect to the target object 64 and scans parallel to the Y-axis direction. Center position 62 of the sound wave beam and target object 5
4 and the sensing start point 68 is set as the +nnning completion point, and sensing in the Y-axis direction is performed within this section where the minute protrusion 65 exists (20 mm in this embodiment).

第11図は超音波トランスデユーサ53の送波面66を
対象物体64に対してY軸方向にθ1−10°傾斜して
Y軸方向に平行走査した時の対象物体64からの反射信
号強度を、横軸に超音波トランスダニ・−ザ53の走査
量、縦軸に反射信号強度をとって10点おきにプロット
したものであり、CPU61では、FDD60から予め
入カスドアされたプログラムに従って反射信号強度の極
大値およびこの時の超音波トランスデユーサ63の平行
走査量を検出する。第11図において穴検出感度S2は
8.8 dBであった。またこの時の超音波トランスギ
+−廿5′:Iのエン千牛本番計11り解篇1おh14
 、 検出対象穴65のY軸方向の中心位置は」二連の超音波
トランスデユーサ63のセンシング開始位置67のY座
標に上記平行走査量(14,2mm)を加えることによ
り検出できた。
FIG. 11 shows the intensity of the reflected signal from the target object 64 when the transmitting surface 66 of the ultrasonic transducer 53 is tilted by θ1-10° in the Y-axis direction and scanned parallel to the Y-axis direction. , the scanning amount of the ultrasonic transducer 53 is plotted on the horizontal axis, and the reflected signal intensity is plotted on the vertical axis every 10 points. The maximum value of and the amount of parallel scanning of the ultrasonic transducer 63 at this time are detected. In FIG. 11, the hole detection sensitivity S2 was 8.8 dB. Also at this time, the ultrasonic transgi
The center position of the detection target hole 65 in the Y-axis direction could be detected by adding the parallel scanning amount (14.2 mm) to the Y coordinate of the sensing start position 67 of the two ultrasonic transducers 63.

以上のように本実施例によれば微小突起物65を有する
対象物体64に対して直径が36朋の超音波トランスデ
ユーサ63の送受波面66を100傾斜して駆動周波数
66 KHzの超音波を送受波すると同時にマニピュレ
ータ50を動作させて対象物体64に対して超音波トラ
ンスデユーサ53を一定の距離を保って走査することに
より得られる対象物体−4からの反射信号強度は超音波
トランスデユーサ63のビーム中心位置が微小突起物6
5の近傍にあるときの反射信号強度が、超音波トランス
デユーサ53のビーム中心位置が微小突起物66よりも
遠方にある時の反射信号強度に比して大幅に増加するの
で、反射信号強度が極大値を示すときの超音波トランス
デユーサ63の平行走査量を検出することにより微小突
起物66のX。
As described above, according to this embodiment, the wave transmitting/receiving surface 66 of the ultrasonic transducer 63 having a diameter of 36 mm is tilted by 100 degrees with respect to the target object 64 having the minute protrusions 65 to transmit ultrasonic waves with a driving frequency of 66 KHz. The intensity of the reflected signal from the target object-4 obtained by scanning the ultrasonic transducer 53 at a constant distance with respect to the target object 64 by operating the manipulator 50 at the same time as transmitting and receiving waves is determined by the ultrasonic transducer. The beam center position of 63 is the minute protrusion 6
5, the reflected signal strength increases significantly compared to the reflected signal strength when the beam center position of the ultrasonic transducer 53 is located further away than the microprotrusion 66. X of the minute protrusion 66 by detecting the amount of parallel scanning of the ultrasonic transducer 63 when .

Y軸方向の中心位置を検出でき、本実施例では0.1朋
の検出精度が得られた。
The center position in the Y-axis direction could be detected, and a detection accuracy of 0.1 was obtained in this example.

なお本実施例では被測定物は対象物体54の微小突起物
65として説明したが、対象物体64に設けた本実施例
以外の帯状突起物などでもよく、要は被測定物は超音波
トランスデユーサ53の相対位置関係を変化して超音波
トランスデユーサ53により超音波を送受波して得られ
た反射信号強度が被測定物の存在により増加するもので
あれば、その中心位置を検出できる。
In this embodiment, the object to be measured has been described as a minute protrusion 65 of the target object 54, but it may also be a band-shaped protrusion other than this embodiment provided on the target object 64. In short, the object to be measured is an ultrasonic transducer. If the intensity of the reflected signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves by the ultrasonic transducer 53 by changing the relative positional relationship of the user 53 increases due to the presence of the object to be measured, the center position of the object can be detected. .

丑た本実施例では、超音波トランスデユーサ63の送受
波面66は対象物体64に対して走査方向に1o0傾斜
して構成したものについて述べたが、この傾斜角度は対
象物体64の微小突起物65の形状により最適値が与え
られ、本実施例では10°が最適値であり微小突起物6
5の検出感1isが最大値を示した。
In this embodiment, the wave transmitting/receiving surface 66 of the ultrasonic transducer 63 is tilted 1o0 in the scanning direction with respect to the target object 64. The optimum value is given by the shape of 65, and in this example, 10° is the optimum value, and the shape of minute protrusion 6
The detection sensitivity 1is of 5 showed the maximum value.

発明の効果 以上のように本発明では、被測定物に対して超音波送受
波素子により超音波を送受波すると同時に前記超音波送
受波素子を前記被測定物に対して相対位置関係を変化し
て得られた被測定物からの反射信号強度は、前記被測定
物の中心位置近傍において変化し、これが極太値を示す
ときのAil記超音波送受波素子と前記被測定物の相対
位置関係の変化量から前記被測定物の中心位置を検出す
るので簡易な構成で、高精度の位置検出装置を得ること
ができ、その実用的効果は大なるものがある。
Effects of the Invention As described above, in the present invention, an ultrasonic wave transmitting/receiving element transmits and receives ultrasonic waves to and from an object to be measured, and at the same time, the relative positional relationship of the ultrasonic wave transmitting/receiving element to the object to be measured is changed. The intensity of the reflected signal from the object to be measured, which is obtained by changing the intensity of the reflected signal from the object to be measured, changes in the vicinity of the center position of the object to be measured, and when this shows an extremely thick value, the relative positional relationship between the ultrasonic transceiver element and the object to be measured changes. Since the center position of the object to be measured is detected from the amount of change, a highly accurate position detection device can be obtained with a simple configuration, and its practical effects are great.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の超音波位置検出装置の概略の構成を示す
システムブロック図、第2図は従来の装置を用いた位置
検出の斜視図、第3図は従来の装置の動作波形を示す図
、第4図は従来の装置の動作波形を整理した図、第5図
は本発明の実施例における装置の概略の構成を示すシス
テム図、第6図は本発明の一実施例における微小突起物
の位置検出状態の斜視図、第7図は同平面図、第8図は
本発明の一実施例における微小突起物の位置検出のため
のプログラムの1例を示すフローチャー1・図、第9図
は本発明の同実施例における位置検出装置の動作波形を
示す図、第10図お、Yび第11図は本発明の実施例に
おける装置の動作波形を整理した図である。 63 ・超音波トランスデユーサ、66 ・・・微小突
起物、50・・・・マニピュレータ、61 ・・・・テ
゛−タ処理制御装置。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 S       区 1因  内;で釣ボ彬と +4”) 呼              l止 凶 揶
Fig. 1 is a system block diagram showing the general configuration of a conventional ultrasonic position detection device, Fig. 2 is a perspective view of position detection using the conventional device, and Fig. 3 is a diagram showing operating waveforms of the conventional device. , FIG. 4 is a diagram arranging the operating waveforms of a conventional device, FIG. 5 is a system diagram showing a schematic configuration of the device in an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing a microprotrusion in an embodiment of the present invention. 7 is a plan view of the same, FIG. 8 is a flowchart 1 diagram showing an example of a program for detecting the position of a microprotrusion in an embodiment of the present invention, and FIG. This figure shows the operating waveforms of the position detection device in the same embodiment of the present invention, and FIGS. 63 ・Ultrasonic transducer, 66 ・・Minute projection, 50 ・・Manipulator, 61 ・・・Data processing control device. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure S Ward 1 cause inside; Tsuribo Akira and +4") call l stop evil

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)超音波送受波素子を用いて被測定物に超音波を送
受波する手段と、前記超音波送受波素子と前記被測定物
の相対位置関係を変化させる手段と、前記被測定物の中
心位置近傍における反射信号強度の変化を利用して前記
被測定物の位置を検出するよう前記被測定物からの反射
信号強度の極大値を検出する手段および前記超音波送受
波素子と前記被測定物の相対位置関係の変化量から前記
被測定物の中心位置を検出する手段を有した信号処理手
段とからなる被測定物の位置検出装置。
(1) means for transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the object to be measured using an ultrasonic wave transmitting and receiving element; means for changing the relative positional relationship between the ultrasonic wave transmitting and receiving element and the object to be measured; A means for detecting a maximum value of the intensity of the reflected signal from the object to be measured so as to detect the position of the object by using a change in the intensity of the reflected signal near the center position, the ultrasonic transceiver element, and the object to be measured. A position detecting device for an object to be measured, comprising a signal processing means having a means for detecting the center position of the object from the amount of change in the relative positional relationship of the objects.
(2)超音波送受波素子と被測定物の相対位置関係を変
化させる手段は、超音波送受波素子を被測定物に対して
平行に移動する手段からなる特許請求の範囲第1項記載
の被測定物の位置検出装置。
(2) The means for changing the relative positional relationship between the ultrasonic transmitting/receiving element and the object to be measured comprises means for moving the ultrasonic transmitting/receiving element parallel to the object to be measured. Measured object position detection device.
(3)超音波送受波素子は被測定物の中心軸に対して傾
斜して設けられている特許請求の範囲第1項記載の被測
定物の位置検出装置。
(3) The device for detecting the position of a measured object according to claim 1, wherein the ultrasonic wave transmitting/receiving element is provided at an angle with respect to the central axis of the measured object.
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