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JP2019086362A - Laser device and method for adjusting gain of laser device - Google Patents

Laser device and method for adjusting gain of laser device Download PDF

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JP2019086362A JP2017213764A JP2017213764A JP2019086362A JP 2019086362 A JP2019086362 A JP 2019086362A JP 2017213764 A JP2017213764 A JP 2017213764A JP 2017213764 A JP2017213764 A JP 2017213764A JP 2019086362 A JP2019086362 A JP 2019086362A
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Abstract

【課題】レーザ光の出射方向を所定方向に回転させる際の駆動特性の低下を抑制可能なレーザ装置、及びレーザ装置のゲイン調整方法を提供する。【解決手段】レーザトラッカー10は、レーザ光を出射するレーザ干渉計14と、入力された駆動指令に基づいてレーザ干渉計14を、第一軸及び第二軸を中心として回転させる第一モーター161及び第二モーター171と、レーザ干渉計14の回転角度を検出する第一エンコーダ162及び第二エンコーダ172と、一定速度でレーザ光源を原点位置まで回転させる駆動指令により第一モーター161及び第二モーター171を駆動させた際のレーザ干渉計の回転速度からゲインを設定するゲイン設定手段155と、ゲイン設定手段155により設定されたゲインに基づいて第一モーター161及び第二モーター171を制御してレーザ干渉計を回転させる第一制御部151及び第二制御部152と、を備える。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser device capable of suppressing deterioration of driving characteristics when rotating a laser beam emission direction in a predetermined direction, and a gain adjusting method for the laser device. A laser tracker 10 is a first motor 161 that rotates a laser interferometer 14 that emits laser light and a laser interferometer 14 based on an input drive command about a first axis and a second axis. And the second motor 171 and the first encoder 162 and the second encoder 172 that detect the rotation angle of the laser interferometer 14, and the first motor 161 and the second motor by the drive command to rotate the laser light source to the origin position at a constant speed. The laser is controlled by the gain setting means 155 that sets the gain from the rotation speed of the laser interferometer when the 171 is driven, and the first motor 161 and the second motor 171 based on the gain set by the gain setting means 155. A first control unit 151 and a second control unit 152 for rotating the interferometer are provided. [Selection diagram] Fig. 2

Description

本発明は、レーザ光を出射するレーザ装置、及びレーザ装置のゲイン調整方法に関し、特に、標的に対してレーザ光を追尾させるレーザトラッカー及びそのゲイン調整方法に関する。   The present invention relates to a laser apparatus for emitting laser light and a gain adjustment method of the laser apparatus, and more particularly, to a laser tracker for causing a laser light to track a target and a gain adjustment method thereof.

従来、標的に対してレーザ光を照射するレーザ装置(例えばレーザトラッカー等)が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載のレーザ装置は、移動体に設けられたレトロリフレクタに対してレーザ光を照射し、移動体を追尾するようにレーザ光の照射方向を変更するレーザトラッカーである。
具体的には、このレーザトラッカーは、レーザ干渉計と、レーザ干渉計から出力されるレーザ光(出射光)の光軸方向を任意の方向に向ける2軸回転機構と、レトロリフレクタで反射された戻り光(反射光)の光軸のずれを検出する検出センサーとを備える。そして、レーザトラッカーは、検出センサーによって出射光と入射光とのずれを検出して、出射光と入射光とが同軸となるように2軸回転機構をフィードバック制御し、レトロリフレクタの中心に出射光が照射されるように追尾させる。
Conventionally, a laser apparatus (for example, a laser tracker etc.) which irradiates a laser beam to a target is known (for example, refer to patent documents 1).
The laser device described in Patent Document 1 is a laser tracker that emits a laser beam to a retroreflector provided on a moving body, and changes the irradiation direction of the laser beam so as to track the moving body.
Specifically, this laser tracker is reflected by a laser interferometer, a two-axis rotation mechanism that directs the optical axis direction of the laser beam (emission light) output from the laser interferometer in an arbitrary direction, and a retroreflector. And a detection sensor that detects an optical axis deviation of the return light (reflected light). The laser tracker detects the deviation between the emitted light and the incident light by the detection sensor, performs feedback control of the two-axis rotation mechanism so that the emitted light and the incident light are coaxial, and emits the light to the center of the retroreflector Track so that is illuminated.

特開2009−229066号公報JP, 2009-229066, A

ところで、レーザ光の出射方向を回転軸機構によって回転軸回りで回転させて制御するレーザ装置では、回転軸の軸受の摩擦係数が経年変化等によって徐々に変化する。このような場合、所定の駆動信号を回転機構のモーターに入力した際の回転速度も変化するため、レーザ光の出射方向を所定方向に回転させる際の駆動特性が低下するとの課題がある。
特に、特許文献1に記載のようなレーザトラッカーでは、レトロリフレクタを追尾するように、レーザ光の出射方向を制御する必要がある。しかしながら、例えば、軸受の摩擦係数が低くなると、レーザ光の照射位置がレトロリフレクタを越えて移動してしまい、摩擦係数が高くなると、レーザ光の照射位置がレトロリフレクタの移動に追いつかなくなってしまい、追尾性能が低下する。このため、従来のレーザトラッカーでは、このような課題を解決するために、2軸回転機構をステップ駆動させた際に検出されるレーザ干渉計の回転速度に係る速度信号をサンプリングし、操作者が、その信号波形を確認して、2軸回転機構の駆動制御系に係るゲインを手動で調整する必要があった。
By the way, in the laser device in which the emission direction of the laser beam is controlled to be rotated around the rotation axis by the rotation shaft mechanism, the friction coefficient of the bearing of the rotation axis gradually changes due to aging or the like. In such a case, the rotational speed at the time of inputting a predetermined drive signal to the motor of the rotation mechanism also changes, so there is a problem that the drive characteristics at the time of rotating the emission direction of the laser light in the predetermined direction deteriorate.
In particular, in the laser tracker as described in Patent Document 1, it is necessary to control the emission direction of the laser light so as to track the retroreflector. However, for example, when the coefficient of friction of the bearing becomes low, the irradiation position of the laser beam moves beyond the retroreflector, and when the coefficient of friction becomes high, the irradiation position of the laser beam can not catch up with the movement of the retroreflector, Tracking performance is degraded. For this reason, in the conventional laser tracker, in order to solve such a problem, the operator samples the speed signal related to the rotational speed of the laser interferometer that is detected when the two-axis rotation mechanism is step-driven. It was necessary to manually adjust the gain of the drive control system of the two-axis rotation mechanism by confirming the signal waveform.

本発明は、レーザ光の出射方向を所定方向に回転させる際の駆動特性の低下を抑制可能なレーザ装置、及びレーザ装置のゲイン調整方法を提供することを目的する。   An object of the present invention is to provide a laser device capable of suppressing a decrease in drive characteristics when rotating the emission direction of laser light in a predetermined direction, and a method of adjusting the gain of the laser device.

本発明のレーザ装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、入力された駆動指令に基づいて、前記レーザ光源を、所定の基準軸を中心として回転させる角度調整手段と、前記基準軸に設定された原点位置からの前記レーザ光源の回転角度を検出する角度検出手段と、所定の一定速度で前記レーザ光源を前記原点位置まで回転させる前記駆動指令を前記角度調整手段に出力した際の前記レーザ光源の回転速度からゲインを設定するゲイン設定手段と、前記ゲイン設定手段により設定されたゲインに基づいて、前記角度調整手段による前記レーザ光源の回転を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。   The laser apparatus according to the present invention comprises: a laser light source for emitting a laser beam; an angle adjustment means for rotating the laser light source about a predetermined reference axis based on an input drive command; and the reference axis Angle detection means for detecting the rotation angle of the laser light source from the home position, and the laser light source when the drive command for rotating the laser light source to the home position at a predetermined constant speed is output to the angle adjustment means A gain setting unit configured to set a gain from the rotational speed of the motor, and a control unit configured to control the rotation of the laser light source by the angle adjustment unit based on the gain set by the gain setting unit. .

本発明では、レーザ光源と、レーザ光源を、基準軸を回転中心として回転させる角度調整手段とを備えるレーザ装置であって、制御手段は、ゲイン設定手段により設定されたゲインに基づいて角度調整手段によるレーザ光源の回転を制御する。そして、このゲイン設定手段は、レーザ光源を一定の駆動速度で原点位置まで回転させる原点検出動作を実施した際のレーザ光源の回転速度に基づいてゲインを設定する。
すなわち、レーザ光を所定の角度に出射するレーザ装置では、通常、角度調整手段によるレーザ光源の出射角度を角度検出手段により検出してレーザ光の照射方向を所望の方向に合わせる。このようなレーザ装置では、レーザ光の方向制御の前に、角度検出手段(例えばロータリーエンコーダ等)の原点位置を検出するために、レーザ光源を原点位置まで移動させる原点検出動作を実施する。本発明では、このような原点検出動作を行う際に、レーザ光源を一定の速度で回転させる旨の駆動信号を角度調整手段に出力し、その際のレーザ光源の回転速度に基づいて、ゲインを調整する。つまり、原点検出動作において、指令した速度よりも検出された回転速度が速い場合にはゲインを小さくし、指令した速度よりも検出された回転速度が遅い場合にはゲインを大きくする。
これにより、例えば、経年変化によってレーザ光源を回転させる角度調整手段の回転軸とその軸受とに摩擦係数の変化が生じた場合でも、レーザ光の方向制御の前に、摩擦係数の変化に対応して、角度調整手段の駆動制御系のゲインを適正な値に調整することができ、レーザ光の出射方向を所定方向に回転させる際の駆動特性の低下を抑制できる。
In the present invention, the laser device includes the laser light source and the angle adjusting means for rotating the laser light source about the reference axis, and the control means is the angle adjusting means based on the gain set by the gain setting means. Control the rotation of the laser light source. Then, the gain setting means sets the gain based on the rotational speed of the laser light source when performing the origin detection operation of rotating the laser light source to the home position at a constant drive speed.
That is, in a laser apparatus which emits laser light at a predetermined angle, the emission angle of the laser light source by the angle adjustment means is usually detected by the angle detection means, and the irradiation direction of the laser light is adjusted to a desired direction. In such a laser device, before the direction control of the laser light, in order to detect the origin position of the angle detection means (for example, a rotary encoder or the like), an origin detection operation of moving the laser light source to the origin position is performed. In the present invention, when performing such an origin detection operation, a drive signal for rotating the laser light source at a constant speed is output to the angle adjustment means, and the gain is calculated based on the rotation speed of the laser light source at that time. adjust. That is, in the origin detection operation, the gain is decreased when the detected rotational speed is faster than the instructed speed, and the gain is increased when the detected rotational speed is lower than the instructed speed.
Thereby, for example, even when the change in the coefficient of friction occurs in the rotation shaft of the angle adjustment means for rotating the laser light source due to aging and the bearing thereof, the change in the coefficient of friction is dealt with before the control of the laser light direction. Thus, the gain of the drive control system of the angle adjustment means can be adjusted to an appropriate value, and a decrease in drive characteristics when rotating the emission direction of the laser light in a predetermined direction can be suppressed.

本発明のレーザ装置において、前記角度調整手段は、前記基準軸として第一軸と、前記第一軸に交差する第二軸とを有し、前記第一軸を回転中心として前記レーザ光源を回転させる第一角度調整手段、及び前記第二軸を回転中心として前記レーザ光源を回転させる第二角度調整手段を含み、前記ゲイン設定手段は、前記レーザ光源の第一軸回りの回転速度に基づいて前記第一角度調整手段に対するゲインを設定し、前記レーザ光源の第二軸回りの回転速度に基づいて前記第二角度調整手段に対するゲインを設定することが好ましい。   In the laser device according to the present invention, the angle adjusting means has a first axis as the reference axis and a second axis intersecting the first axis, and rotates the laser light source about the first axis as a rotation center. And a second angle adjustment means for rotating the laser light source about the second axis, wherein the gain setting means is based on a rotation speed of the laser light source about a first axis. Preferably, a gain for the first angle adjustment means is set, and a gain for the second angle adjustment means is set based on a rotational speed of the laser light source about a second axis.

本発明では、角度調整手段は、第一軸及び第二軸を回転中心とした2軸回転機構であり、レーザ光源の出射方向を三次元空間の任意の方向に合わせることができる。そして、本発明では、ゲイン設定手段は、レーザ光源を第一軸回りで回転させる第一角度調整手段と、レーザ光源を第二軸回りで回転させる第二角度調整手段とのそれぞれに対するゲインを設定する。
このため、第一角度調整手段における回転軸の軸受構成における摩擦係数の変化量と、第二角度調整手段における回転軸の軸受構成における摩擦係数の変化量とがそれぞれ異なる場合でも、それぞれの摩擦係数の変化に対応した適切なゲインを設定することができる。
In the present invention, the angle adjustment means is a two-axis rotation mechanism whose center of rotation is the first axis and the second axis, and the emission direction of the laser light source can be aligned with any direction in the three-dimensional space. In the present invention, the gain setting means sets gains for each of the first angle adjustment means for rotating the laser light source about the first axis and the second angle adjustment means for rotating the laser light source about the second axis. Do.
For this reason, even if the variation of the coefficient of friction in the bearing configuration of the rotating shaft in the first angle adjusting means and the variation of the coefficient of friction in the bearing configuration of the rotating shaft in the second angle adjusting means are different from each other, the respective coefficients of friction It is possible to set an appropriate gain corresponding to the change of.

本発明のレーザ装置において、前記レーザ光源は、標的に対して出射するレーザ光と、前記標的から反射されたレーザ光との干渉から前記標的までの距離を測長するレーザ干渉計であり、当該レーザ干渉計は、前記レーザ干渉計から出射されるレーザ光である出射光と、前記標的により反射されたレーザ光である反射光との光軸のずれ量を検出する光軸検出センサーと、を備え、前記制御手段は、前記ずれ量が所定値以下となるように前記角度調整手段の駆動を制御することが好ましい。
本発明では、レーザ光源から出射されるレーザ光(出射光)と、標的から反射されるレーザ光(反射光)との光軸のずれ量を検出し、制御手段は、そのずれ量が所定値以下となるように、角度調整手段の駆動を制御する。このようなレーザ装置では、レーザ光源からのレーザ光を標的に対して追尾させることができる。
このように、レーザ光を標的に追尾させるように移動させる場合では、経年変化による角度調整手段の各軸受機構の摩擦係数が変化すると、標的への追尾性能が低下してしまう。これに対して、本発明では、原点検出動作を行った際に角度調整手段の駆動制御系に係るゲインが最適な値に設定されることで、レーザ光で標的を追尾する際の追尾性能を向上させることができる。
In the laser apparatus according to the present invention, the laser light source is a laser interferometer that measures a distance from the interference of the laser light emitted to the target and the laser light reflected from the target, The laser interferometer is an optical axis detection sensor that detects an amount of deviation of the optical axis between the emitted light that is laser light emitted from the laser interferometer and the reflected light that is the laser light reflected by the target. It is preferable that the control unit controls the driving of the angle adjustment unit such that the amount of deviation becomes equal to or less than a predetermined value.
In the present invention, the amount of deviation of the optical axis between the laser light (emitted light) emitted from the laser light source and the laser light (reflected light) reflected from the target is detected, and the control means has a predetermined amount of deviation. The drive of the angle adjustment means is controlled so as to be as follows. In such a laser device, the laser light from the laser light source can be traced to the target.
As described above, in the case of moving the laser light so as to track the target, if the friction coefficient of each bearing mechanism of the angle adjusting means due to aging changes, the tracking performance to the target is degraded. On the other hand, in the present invention, when the origin detection operation is performed, the gain relating to the drive control system of the angle adjustment means is set to an optimal value, thereby achieving tracking performance when tracking the target with laser light. It can be improved.

本発明のレーザ装置において、前記制御手段は、電源の投入時に、所定の一定速度で前記レーザ光源を前記原点位置まで移動させる前記駆動指令を前記角度調整手段に出力することが好ましい。
本発明では、レーザ装置の電源が投入された際に、制御手段により原点検出動作が実施され、その際に検出される角度調整手段の各軸回りの回転速度に基づいてゲインが設定される。つまり、本発明では、レーザ装置の電源が投入される度に、適正なゲインが設定されることになり、経年劣化による角度調整手段の駆動特性の低下をより確実に抑制できる。
In the laser apparatus according to the present invention, preferably, the control means outputs the drive command for moving the laser light source to the home position at a predetermined constant speed when the power is turned on, to the angle adjusting means.
In the present invention, when the power supply of the laser device is turned on, the control means carries out the origin detection operation, and the gain is set based on the rotational speed around each axis of the angle adjustment means detected at that time. That is, in the present invention, an appropriate gain is set each time the power of the laser device is turned on, and the deterioration of the drive characteristic of the angle adjusting means due to the aged deterioration can be more reliably suppressed.

本発明のレーザ装置のゲイン調整方法は、レーザ光を出射するレーザ光源と、入力された駆動指令に基づいて、前記レーザ光源を、所定の基準軸を中心として回転させる角度調整手段と、前記基準軸に設定された原点位置からの前記レーザ光源の回転角度を検出する角度検出手段と、を備えたレーザ装置のゲイン調整方法であって、所定の一定速度で前記レーザ光源を前記原点位置まで回転させる前記駆動指令を前記角度調整手段に出力して原点を検出する原点検出工程と、前記原点検出工程において、前記角度検出手段により検出される単位時間あたりの角度変化量に基づいてゲインを設定するゲイン設定工程と、を実施することを特徴とする。
本発明では、上記発明と同様に、原点検出工程(原点検出動作)によって原点を検出する際に、角度検出手段により検出される単位時間当たりの角度変化量(つまり回転速度)に基づいて、角度調整手段の駆動制御系のゲインが設定される。したがって、角度調整手段の回転軸の軸受機構において、経年劣化等による摩擦係数の変化が生じている場合でも、レーザ光の方向制御の前に、摩擦係数の変化に対応した適正なゲインを調整することができ、レーザ光の出射方向を所定方向に回転させる際の駆動特性の低下を抑制できる。
A gain adjustment method of a laser device according to the present invention comprises: a laser light source for emitting a laser beam; an angle adjustment means for rotating the laser light source about a predetermined reference axis based on an input drive command; And a method of adjusting the gain of a laser apparatus comprising: angle detection means for detecting a rotation angle of the laser light source from an origin position set to an axis, wherein the laser light source is rotated to the origin position at a predetermined constant speed. Setting a gain based on the amount of change in angle per unit time detected by the angle detection means in the origin detection step of detecting the origin by outputting the drive command to the angle adjustment means to detect the origin; Performing a gain setting process.
In the present invention, as in the above invention, when the origin is detected by the origin detection step (origin detection operation), the angle is detected based on the amount of change in angle per unit time (that is, the rotation speed) detected by the angle detection means. The gain of the drive control system of the adjustment means is set. Therefore, in the bearing mechanism of the rotating shaft of the angle adjusting means, even when the change of the friction coefficient due to aging or the like occurs, the appropriate gain corresponding to the change of the friction coefficient is adjusted before the direction control of the laser light. It is possible to suppress the deterioration of the drive characteristics when rotating the emission direction of the laser light in a predetermined direction.

第一実施形態のレーザトラッカーの概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the laser tracker of 1st embodiment. 第一実施形態のレーザトラッカーの制御構成を示す図。The figure which shows the control structure of the laser tracker of 1st embodiment. 第一実施形態のレーザトラッカーにおけるゲイン調整方法を示すフローチャート。6 is a flowchart showing a gain adjustment method in the laser tracker of the first embodiment. 速度信号渡過応答の評価及びゲイン調整処理を示すフローチャート。The flow chart which shows speed signal passing response evaluation and gain adjustment processing. 第二実施形態のレーザトラッカーにおけるゲイン調整方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the gain adjustment method in the laser tracker of 2nd embodiment.

[第一実施形態]
以下、本発明の第一実施形態について説明する。
[装置構成]
図1は、本実施形態のレーザトラッカー10の概略構成を示す図である。図2は、本実施形態のレーザトラッカー10の制御構成を示す概略図である。
図1において、本実施形態のレーザトラッカー10は、本発明のレーザ装置に相当し、このレーザトラッカー10は、三次元空間を任意に移動可能に支持された標的31の動的位置を追尾しつつ、その三次元位置を計測したり、レーザトラッカー10から標的31までの距離を測長したりするものである。この標的31は、三次元に移動可能な図示されない移動機構に、ヘッド30を介して支持される。このような機構の具体例としては、例えばテーブルに対して主軸が三次元移動する工作機械や三次元測定装置等が挙げられる。
標的31は、レトロリフレクタであり、ヘッド30に装着される。標的31としては他の再帰反射体であってもよい。
First Embodiment
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described.
[Device configuration]
FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a laser tracker 10 of the present embodiment. FIG. 2 is a schematic view showing a control configuration of the laser tracker 10 of the present embodiment.
In FIG. 1, the laser tracker 10 of the present embodiment corresponds to the laser device of the present invention, and the laser tracker 10 tracks the dynamic position of a target 31 supported so as to move freely in a three-dimensional space. , Measuring the three-dimensional position, and measuring the distance from the laser tracker 10 to the target 31. The target 31 is supported via a head 30 by a movement mechanism (not shown) which can move in three dimensions. As a specific example of such a mechanism, for example, a machine tool, a three-dimensional measuring device or the like in which a main shaft moves three-dimensionally with respect to a table may be mentioned.
The target 31 is a retroreflector and is attached to the head 30. The target 31 may be another retroreflector.

レーザトラッカー10は、ベース11、第一支持部12、第二支持部13、レーザ干渉計14、及び制御部15を有する。
ベース11は、例えば工作機械や三次元測定装置等のステージ32上に載置(又は固定)される。
第一支持部12は、ベース11に対して第一回転機構16(図2参照)により、第一軸L1(基準軸)を回転中心として回転可能に支持される。第一軸L1は、例えば、ステージ32の上面に対して直交する軸となる。
第二支持部13は、第一支持部12に対して第二回転機構17(図2参照)により、第二軸L2(基準軸)を回転中心として回転可能に支持される。第二軸L2は、第一軸L1に対して交差(本実施形態では直交)する軸である。
第一軸L1と第二軸L2の交点は、レーザトラッカー10による測定基準点Mとなる。
The laser tracker 10 has a base 11, a first support 12, a second support 13, a laser interferometer 14, and a controller 15.
The base 11 is mounted (or fixed) on a stage 32 such as, for example, a machine tool or a three-dimensional measurement device.
The first support portion 12 is rotatably supported by the first rotation mechanism 16 (see FIG. 2) with respect to the base 11 with the first axis L1 (reference axis) as the center of rotation. The first axis L1 is, for example, an axis orthogonal to the top surface of the stage 32.
The second support portion 13 is rotatably supported by the second rotation mechanism 17 (see FIG. 2) with respect to the first support portion 12 with the second axis L2 (reference axis) as a rotation center. The second axis L2 is an axis that intersects (orthogonal to in the present embodiment) the first axis L1.
The intersection of the first axis L1 and the second axis L2 is a measurement reference point M by the laser tracker 10.

第一回転機構16は、図2に示すように、本発明の角度調整手段及び第一角度調整手段を構成する第一モーター161と、本発明の角度検出手段を構成する第一エンコーダ162と、を含んで構成される。また、第一回転機構16には、第一支持部12をベース11に対して回転可能に支持する第一軸受機構163を有する。
第一モーター161は、第一支持部12を、第一軸L1を中心に回転させるモーターである。第一エンコーダ162は、例えばロータリーエンコーダにより構成され、第一原点位置(θ=0°)からの第一支持部12の回転角度(方位角θ)を検出する。
同様に、第二回転機構17は、本発明の角度調整手段及び第二角度調整手段を構成する第二モーター171と、本発明の角度検出手段を構成する第二エンコーダ172と、を含んで構成される。また、第二回転機構17には、例えば第二支持部13を第一支持部12に対して回転可能に支持する第二軸受機構173を有する。
第二モーター171は、第二支持部13を、第二軸L2を中心に回転させるモーターである。第二エンコーダ172は、例えばロータリーエンコーダにより構成され、第二原点位置(φ=0°)からの第二支持部13の回転角度(仰角φ)を検出する。
The first rotation mechanism 16 is, as shown in FIG. 2, a first motor 161 constituting the angle adjusting means and the first angle adjusting means of the present invention, and a first encoder 162 constituting the angle detecting means of the present invention; It is comprised including. In addition, the first rotation mechanism 16 has a first bearing mechanism 163 that rotatably supports the first support 12 with respect to the base 11.
The first motor 161 is a motor that rotates the first support 12 around the first axis L1. The first encoder 162 is, for example, a rotary encoder, and detects the rotation angle (azimuth θ) of the first support 12 from the first origin position (θ = 0 °).
Similarly, the second rotation mechanism 17 is configured to include a second motor 171 constituting the angle adjustment means of the present invention and the second angle adjustment means, and a second encoder 172 constituting the angle detection means of the present invention. Be done. In addition, the second rotation mechanism 17 includes, for example, a second bearing mechanism 173 that rotatably supports the second support 13 with respect to the first support 12.
The second motor 171 is a motor that rotates the second support portion 13 about the second axis L2. The second encoder 172 is, for example, a rotary encoder, and detects the rotation angle (elevation angle φ) of the second support 13 from the second origin position (φ = 0 °).

レーザ干渉計14は、第二支持部13に支持され、2つの回転機構16,17で指定される方角(方位角θ、仰角φ)に向けてレーザ光(出射光)を照射し、標的31で再帰反射されたレーザ光(反射光)を受光し、照射光と反射光との干渉から測定基準点Mと標的31との距離の変化を測定する。
また、レーザ干渉計14は、出射光の主光軸と、反射光の主光軸とを検出する光軸検出センサー141(図2参照)を備える。この光軸検出センサー141としては、例えば、特開2007−309677号公報に記載された従来の構成のセンサーを用いることができ、半透過鏡により出射光と反射光とのそれぞれを光スポット位置検出素子に反射させ、光スポット位置検出素子で出射光のスポット位置と反射光のスポット位置との位置からずれ量を検出する構成等が例示できる。
The laser interferometer 14 is supported by the second support portion 13 and emits laser light (emission light) toward the direction (azimuth θ, elevation φ) specified by the two rotation mechanisms 16 and 17. The laser light (reflected light) retroreflected by the light source is received, and the change in the distance between the measurement reference point M and the target 31 is measured from the interference between the irradiated light and the reflected light.
The laser interferometer 14 also includes an optical axis detection sensor 141 (see FIG. 2) that detects the main optical axis of the emitted light and the main optical axis of the reflected light. As this optical axis detection sensor 141, for example, a sensor with a conventional configuration described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-309677 can be used, and each of the emitted light and the reflected light is detected by the semitransparent mirror as a light spot position It is possible to exemplify a configuration in which the element is reflected and the light spot position detecting element detects the amount of deviation from the position of the spot position of the emitted light and the position of the spot position of the reflected light.

制御部15は、図2に示すように、光軸検出センサー141に接続される、第一制御部151及び第二制御部152を備える。第一制御部151及び第二制御部152は、本発明の制御手段に相当し、光軸検出センサーにより検出される出射光と反射光との光軸のずれ量が0となるように、第一モーター161及び第二モーター171をフィードバック制御する。
また、第一制御部151と第一モーター161との間には、第一プログラマブルゲインアンプ(以降、第一PGA153と称する)が設けられ、第二制御部152と第二モーター171との間には、第二プログラマブルゲインアンプ(以降、第二PGA154と称する)が設けられる。
As shown in FIG. 2, the control unit 15 includes a first control unit 151 and a second control unit 152 which are connected to the optical axis detection sensor 141. The first control unit 151 and the second control unit 152 correspond to the control means of the present invention, and the first control unit 151 and the second control unit 152 are configured such that the shift amount of the optical axis between the emitted light and the reflected light detected by the optical axis detection sensor becomes zero. The first motor 161 and the second motor 171 are feedback controlled.
In addition, a first programmable gain amplifier (hereinafter referred to as a first PGA 153) is provided between the first control unit 151 and the first motor 161, and between the second control unit 152 and the second motor 171. A second programmable gain amplifier (hereinafter referred to as a second PGA 154) is provided.

さらに、制御部15は、第一PGA153及び第二PGA154のゲインを設定するゲイン設定手段155を備える。
ゲイン設定手段155は、原点検出動作において、第一エンコーダ162から出力される速度信号、及び第二エンコーダ172から出力される速度信号をサンプリングし、これらの速度信号を速度信号過渡応答としてその評価を行い、評価結果に基づいてゲインを設定する。ゲイン設定手段155によるゲインの設定方法の詳細に関しては、後述する。
Furthermore, the control unit 15 includes gain setting means 155 for setting the gains of the first PGA 153 and the second PGA 154.
The gain setting means 155 samples the velocity signal output from the first encoder 162 and the velocity signal output from the second encoder 172 in the origin detection operation, and evaluates these velocity signals as a velocity signal transient response. And set the gain based on the evaluation result. Details of the method of setting the gain by the gain setting unit 155 will be described later.

[レーザトラッカー10におけるゲイン調整方法]
次に、上述したレーザトラッカー10におけるゲイン調整方法について説明する。
図3は、本実施形態におけるゲイン調整方法を示すフローチャートである。
本実施形態のレーザトラッカー10では、例えば操作者の操作によって、電源が投入されると、制御部15は、レーザトラッカー10の駆動モードを初期化モードに切替え(ステップS1)、原点検出動作(原点検出工程)を開始する。
この原点検出動作では、制御部15は、レーザ干渉計14の角度(方位角θ及び仰角φ)を原点位置(θ,φ)(=(0°,0°))に向かって移動させる(ステップS2)。この際、制御部15は、予め設定された一定の速度(基準速度)でレーザ干渉計14を回転させる旨の駆動指令を、第一モーター161及び第二モーター171に出力する。なお、第一モーター161により駆動される方位角方向の基準速度(第一基準速度)と、第二モーター171により駆動される仰角方向の基準速度(第二基準速度)とは、それぞれ異なる速度であってもよい。
[Gain adjustment method in laser tracker 10]
Next, a gain adjustment method in the above-described laser tracker 10 will be described.
FIG. 3 is a flowchart showing a gain adjustment method in the present embodiment.
In the laser tracker 10 of the present embodiment, for example, when the power is turned on by the operation of the operator, the control unit 15 switches the drive mode of the laser tracker 10 to the initialization mode (step S1), and detects the origin (origin Start the detection process).
In this origin detection operation, the control unit 15 moves the angle (azimuth θ and elevation φ) of the laser interferometer 14 toward the origin position (θ 0 , φ 0 ) (= (0 °, 0 °)). (Step S2). At this time, the control unit 15 outputs, to the first motor 161 and the second motor 171, a drive command to rotate the laser interferometer 14 at a preset constant speed (reference speed). The reference speed in the azimuthal direction driven by the first motor 161 (first reference speed) and the reference speed in the elevation direction driven by the second motor 171 (second reference speeds) are different from each other. It may be.

次に、ゲイン設定手段155は、ステップS2のレーザ干渉計14の回転移動における速度信号(速度信号過渡応答)のサンプリングを実施する(ステップS3)。速度信号過渡応答のサンプリングは、例えば、第一エンコーダ162や第二エンコーダ172から出力される検出信号の単位時間当たりのパルス数(角度変化量)をカウントすることで得られる。第一エンコーダ162からの検出信号に基づいて方位角方向の角速度の速度信号過渡応答が検出でき、第二エンコーダ172からの検出信号に基づいて仰角方向の角速度の速度信号過渡応答が検出できる。また、サンプリングされた速度信号過渡応答は、制御部15に設けられたメモリ(図示略)等の記憶回路に記憶される。   Next, the gain setting means 155 performs sampling of the velocity signal (velocity signal transient response) in the rotational movement of the laser interferometer 14 in step S2 (step S3). The sampling of the velocity signal transient response can be obtained, for example, by counting the number of pulses per unit time (angle change amount) of the detection signal output from the first encoder 162 or the second encoder 172. The velocity signal transient response of the angular velocity in the azimuth direction can be detected based on the detection signal from the first encoder 162, and the velocity signal transient response of the angular velocity in the elevation direction can be detected based on the detection signal from the second encoder 172. The sampled speed signal transient response is stored in a storage circuit such as a memory (not shown) provided in the control unit 15.

この後、レーザ干渉計14の方位角θがθ=θ(=0°)となり、仰角φがφ=φ(=0°)となると、原点が検出されたとして、第一モーター161及び第二モーター171の駆動を停止、つまり、レーザ干渉計14の移動を停止する(ステップS4)。 After that, when the azimuth angle θ of the laser interferometer 14 becomes θ = θ 0 (= 0 °) and the elevation angle φ becomes φ = φ 0 (= 0 °), it is assumed that the origin is detected, the first motor 161 and The driving of the second motor 171 is stopped, that is, the movement of the laser interferometer 14 is stopped (step S4).

そして、ゲイン設定手段155は、メモリに記憶された速度信号過渡応答を読み出し、その評価を行うとともにゲインを設定する(ステップS5;ゲイン設定工程)。図4は、速度信号過渡応答の評価方法を示すフローチャートである。
このステップS5では、ゲイン設定手段155は、まず、速度信号過渡応答がオーバーシュートしているか否かを判定する(ステップS51)。
ステップS51においてYesと判定される場合は、第一回転機構16の第一軸受機構163や第二回転機構17の第二軸受機構173の摩擦係数が小さくなっており、レーザ干渉計14の回転速度が、基準速度よりも速くなっているので、ゲインを減少させる(ステップS52)。
Then, the gain setting means 155 reads out the velocity signal transient response stored in the memory, evaluates the transient response, and sets the gain (step S5; gain setting step). FIG. 4 is a flow chart showing a method of evaluating the speed signal transient response.
In step S5, the gain setting means 155 first determines whether the velocity signal transient response overshoots (step S51).
When it is determined Yes in step S51, the friction coefficient of the first bearing mechanism 163 of the first rotation mechanism 16 and the second bearing mechanism 173 of the second rotation mechanism 17 is small, and the rotation speed of the laser interferometer 14 is However, since the speed is higher than the reference speed, the gain is decreased (step S52).

一方、ステップS51においてNoと判定された場合、ゲイン設定手段155は、速度信号過渡応答の時定数が所定値以上となるか否かを判定する(ステップS53)。
ステップS53においてYesと判定される場合は、第一回転機構16における軸受(図示略)の摩擦係数が大きくなっており、レーザ干渉計14の回転速度が、基準速度となるまでの時間が長くなっているので、ゲインを増大させる(ステップS54)。
ステップS53においてNoと判定される場合は、現在の第一PGA153や第二PGA154で設定されているゲインが最適な値であるとして、ゲインの変更は行わない(ステップS55)。
On the other hand, when it is determined No in step S51, the gain setting unit 155 determines whether the time constant of the speed signal transient response becomes equal to or more than a predetermined value (step S53).
When it is determined Yes in step S53, the friction coefficient of the bearing (not shown) in the first rotation mechanism 16 is large, and the time until the rotational speed of the laser interferometer 14 reaches the reference speed is lengthened. Therefore, the gain is increased (step S54).
If it is determined No in step S53, the gain is not changed, assuming that the gain set by the current first PGA 153 or second PGA 154 is an optimal value (step S55).

なお、上記の速度信号過渡応答の評価は、方位角方向、及び仰角方向の双方でそれぞれ実施される。すなわち、第一エンコーダ162から出力される検出信号に基づいた方位角方向の速度信号過渡応答の判定により、第一PGA153のゲインを設定する。例えば、方位角方向の速度信号過渡応答がオーバーシュートしている場合、第一PGA153のゲインを予め設定された値だけ減少させる。また、方位角方向の速度信号過渡応答の時定数が所定値以上である場合、第一PGA153のゲインを予め設定された値だけ増大させる。
また、第二エンコーダ172から出力される検出信号に基づいた仰角方向の速度信号過渡応答の判定により、第二PGA154のゲインを同様に設定する。
The evaluation of the above-mentioned velocity signal transient response is performed in both the azimuth direction and the elevation direction. That is, the gain of the first PGA 153 is set by determining the velocity signal transient response in the azimuth direction based on the detection signal output from the first encoder 162. For example, when the velocity signal transient response in the azimuth direction overshoots, the gain of the first PGA 153 is decreased by a preset value. When the time constant of the velocity signal transient response in the azimuth direction is equal to or greater than a predetermined value, the gain of the first PGA 153 is increased by a preset value.
Further, the determination of the velocity signal transient response in the elevation direction based on the detection signal output from the second encoder 172 similarly sets the gain of the second PGA 154.

以上の後、制御部15は、ステップS5において、ゲインが変更されたか否かを判定する(ステップS6)。ステップS6においてYesと判定された場合(ゲイン変更有)、制御部15は、第一モーター161及び第二モーター171を、例えば予め設定された駆動量だけ駆動させてレーザ干渉計14を所定位置に移動させ(ステップS7)、ステップS2に戻る。すなわち、再度、原点検出動作を実施させ、その際にサンプリングされる速度信号過渡応答に基づいて、設定されたゲインが最適であるか否かを判定する。
以上の処理を、ステップS6においてNoと判定されるまで繰り返し実施されることで、第一回転機構16及び第二回転機構17の駆動制御に係るゲインが最低な値に設定される。そして、ステップS6においてNoと判定されると、ステップS4で検出された原点を原点として決定し(ステップS8)、初期化モードを終了する(ステップS9)。
After the above, in step S5, the control unit 15 determines whether or not the gain has been changed (step S6). When it is determined Yes in step S6 (gain change is present), the control unit 15 drives the first motor 161 and the second motor 171 by, for example, a preset drive amount to set the laser interferometer 14 to a predetermined position. It is moved (step S7), and the process returns to step S2. That is, the origin detection operation is performed again, and it is determined whether the set gain is optimal based on the speed signal transient response sampled at that time.
By repeatedly performing the above process until it is determined as No in step S6, the gain related to the drive control of the first rotation mechanism 16 and the second rotation mechanism 17 is set to the lowest value. Then, if it is determined No in step S6, the origin detected in step S4 is determined as the origin (step S8), and the initialization mode is ended (step S9).

[本実施形態の作用効果]
本実施形態のレーザトラッカー10では、レーザ干渉計14を原点位置まで回転させて原点位置を検出する原点検出動作において、レーザ干渉計14を一定の基準速度で移動させる。そして、ゲイン設定手段155は、この原点位置検出動作における速度信号過渡応答がオーバーシュートしている場合にゲインを減少させ、速度信号過渡応答の時定数が長い場合にゲインを増大させる。これにより、第一回転機構16の第一軸受機構163や第二回転機構17の第二軸受機構173において、経年変化等による摩擦係数の変動が生じていたとしても、その影響をキャンセルする最適な制御ゲインを設定することができる。よって、レーザトラッカー10により標的31を追尾させる際の追尾性能の低下を抑制できる。
[Operation and effect of this embodiment]
In the laser tracker 10 of the present embodiment, the laser interferometer 14 is moved at a constant reference speed in the origin detection operation of detecting the origin position by rotating the laser interferometer 14 to the origin position. Then, the gain setting means 155 decreases the gain when the velocity signal transient response in the origin position detection operation overshoots, and increases the gain when the time constant of the velocity signal transient response is long. As a result, in the first bearing mechanism 163 of the first rotation mechanism 16 and the second bearing mechanism 173 of the second rotation mechanism 17, even if the variation of the friction coefficient due to aging or the like occurs, the influence is optimally canceled. Control gain can be set. Therefore, the fall of the tracking performance at the time of making the target 31 track by the laser tracker 10 can be suppressed.

本実施形態では、ゲイン設定手段155は、方位角方向の回転角度を検出する第一エンコーダ162からの検出信号に基づく速度信号過渡応答により、第一PGA153のゲインを設定する。また、仰角方向の回転角度を検出する第二エンコーダ172から出力された検出信号に基づく速度信号過渡応答により、第二PGA154のゲインを設定する。これにより、方位角方向に対応する第一モーター161の駆動制御のためのゲイン、及び仰角方向に対応する第二モーター171の駆動制御のためのゲインを、それぞれ適正に設定することができる。   In the present embodiment, the gain setting unit 155 sets the gain of the first PGA 153 by the speed signal transient response based on the detection signal from the first encoder 162 that detects the rotation angle in the azimuth direction. Also, the gain of the second PGA 154 is set by the speed signal transient response based on the detection signal output from the second encoder 172 that detects the rotation angle in the elevation direction. As a result, the gain for drive control of the first motor 161 corresponding to the azimuth direction and the gain for drive control of the second motor 171 corresponding to the elevation direction can be appropriately set.

本実施形態では、制御部15は、電源投入時に初期化モードに動作モードを切り替えて、原点検出動作を実施させる。したがって、レーザトラッカー10により標的31を追尾させる追尾処理の前に、第一回転機構16や第二回転機構17の駆動制御系のゲインを最適な値に設定することができる。また、電源投入による起動時に毎回ゲイン調整が実施されることになるので、経年劣化による追尾性能の低下を確実に抑制できる。   In the present embodiment, the control unit 15 switches the operation mode to the initialization mode when the power is turned on, and performs the origin detection operation. Therefore, the gain of the drive control system of the first rotation mechanism 16 or the second rotation mechanism 17 can be set to an optimal value before the tracking process of causing the laser tracker 10 to track the target 31. In addition, since gain adjustment is performed each time when the power is turned on, deterioration in tracking performance due to aging deterioration can be reliably suppressed.

[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
上述した第一実施形態では、ステップS2からステップS4でレーザ干渉計14を原点位置まで移動させた後に速度信号過渡応答に基づいたゲイン調整を実施した。これに対して、本実施形態では、ステップS2の後、ステップS4までの間にゲイン調整を実施する点で上記第一実施形態と相違する。
なお、本実施形態のレーザトラッカー10は、上述した第一実施形態と同様の構成を有するものであるため、各構成の詳細な説明は省略する。また、以降の説明においても、同一構成については同符号を付し、その説明は省略又は簡略化する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment described above, the gain adjustment is performed based on the velocity signal transient response after moving the laser interferometer 14 to the origin position in steps S2 to S4. On the other hand, the present embodiment is different from the first embodiment in that gain adjustment is performed after step S2 to step S4.
In addition, since the laser tracker 10 of this embodiment has a structure similar to 1st embodiment mentioned above, detailed description of each structure is abbreviate | omitted. Also in the following description, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図5は、本実施形態のレーザトラッカー10のゲイン調整方法を示すフローチャートである。
図5に示すように、本実施形態では、第一実施形態と同様に、レーザトラッカー10に電源が投入されると、制御部15は、ステップS1で動作モードを初期化モードに切替え、ステップS2に示すように、レーザ干渉計14を原点位置に向かって一定の基準速度で回転移動させる。また、ステップS3に示すように、移動開始からの速度信号過渡応答を検出する。
FIG. 5 is a flowchart showing a gain adjustment method of the laser tracker 10 of the present embodiment.
As shown in FIG. 5, in the present embodiment, as in the first embodiment, when the laser tracker 10 is powered on, the control unit 15 switches the operation mode to the initialization mode in step S1, and step S2 As shown in FIG. 5, the laser interferometer 14 is rotationally moved toward the home position at a constant reference speed. Also, as shown in step S3, a speed signal transient response from the start of movement is detected.

さらに、本実施形態では、制御部15は、ステップS2の移動開始からの経過時間を計測する。そして、制御部15は、ステップS2から所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS11)。
ステップS11においてYesと判定されると、レーザ干渉計14の移動を一次停止させ(ステップS12)、ステップS5に示す速度信号過渡応答の評価によるゲイン調整(第一実施形態のステップS51〜ステップS55)を実施する。この後、ステップS2に戻り、一時停止した位置からレーザ干渉計14を再び原点位置に向かって移動させるとともに速度信号過渡応答を検出する。
また、ステップS11において、Noと判定された場合は、制御部15は、原点位置が検出されたか否かを判定し(ステップS13)、ステップS13においてNoと判定された場合は、ステップS11に戻る。
つまり、本実施形態では、レーザ干渉計14が原点位置に移動するまで、周期的に移動と一時停止を繰り返して、一時停止される毎に検出された速度信号過渡応答に基づいたゲイン調整が実施される。
Furthermore, in the present embodiment, the control unit 15 measures an elapsed time from the start of movement in step S2. Then, the control unit 15 determines whether or not a predetermined time has elapsed from step S2 (step S11).
If it is determined Yes in step S11, the movement of the laser interferometer 14 is temporarily stopped (step S12), and gain adjustment by evaluation of the speed signal transient response shown in step S5 (steps S51 to S55 of the first embodiment) Conduct. After that, the process returns to step S2, and the laser interferometer 14 is moved again to the origin position from the position where it has been temporarily stopped, and the velocity signal transient response is detected.
Further, in step S11, when the determination is No, the control unit 15 determines whether the origin position is detected (step S13), and when the determination in step S13 is No, the process returns to step S11. .
That is, in the present embodiment, movement and pause are periodically repeated until the laser interferometer 14 moves to the home position, and gain adjustment based on the speed signal transient response detected each time the pause is performed is performed. Be done.

一方、ステップS13においてYesと判定されると、第一実施形態と同様に、ステップS4からステップS9の処理が実施される。つまり、最後にステップS12において一時停止した位置から原点位置までの間に検出した速度信号過渡応答の評価及びゲイン調整を実施する。   On the other hand, if it is determined Yes in step S13, the processes of steps S4 to S9 are performed as in the first embodiment. That is, evaluation and gain adjustment of the velocity signal transient response detected between the position at which the motor was temporarily stopped in step S12 and the home position are finally performed.

なお、図5に示す例では、ステップS6において、ゲイン変更有と判定された場合に、ステップS7により任意の位置にレーザ干渉計14を移動させて再度ゲイン調整の処理を繰り返す例を示すが、これに限られない。本実施形態では、周期的に複数回の速度信号過渡応答の評価を行ってゲイン調整を実施するので、ステップS6及びステップS7の処理を省略してもよい。   Although the example shown in FIG. 5 shows an example in which the laser interferometer 14 is moved to an arbitrary position in step S7 and gain adjustment processing is repeated again when it is determined in step S6 that gain change is present. It is not restricted to this. In the present embodiment, since the gain adjustment is performed by periodically evaluating the speed signal transient response a plurality of times, the processes of steps S6 and S7 may be omitted.

[本実施形態の作用効果]
本実施形態では、原点検出動作において、レーザ干渉計14の回転と停止とを周期的に繰り返してゲイン調整を実施する。この場合、例えば、レーザ干渉計14を原点位置に移動させた後にゲイン調整を実施する場合に比べて、早期に最適なゲインに収束させることができ、ゲイン調整に係る時間を短縮できる。
[Operation and effect of this embodiment]
In the present embodiment, in the origin detection operation, the gain adjustment is performed by periodically repeating the rotation and stop of the laser interferometer 14. In this case, for example, as compared with the case where the gain adjustment is performed after moving the laser interferometer 14 to the origin position, the laser can be converged to the optimum gain earlier, and the time for the gain adjustment can be shortened.

[変形例]
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲の変形等は本発明に含まれるものである。
例えば、上記実施形態では、本発明のレーザ装置として、標的31に対してレーザ光を追尾させて、標的31と測定基準点Mとの距離を計測する装置を例示したが、これに限定されない。
例えば、測長機能を有さず、標的31を追尾するのみのレーザ追尾装置であってもよい。すなわち、上記実施形態のレーザ干渉計14の代わりに、レーザ光を出射するレーザ光源と、出射光と反射光とのずれ量を検出する光軸検出センサーとを有するレーザ追尾センサーを用いてもよい。
[Modification]
The present invention is not limited to the embodiment described above, and modifications and the like of the range in which the object of the present invention can be achieved are included in the present invention.
For example, in the above embodiment, as the laser device of the present invention, a device for tracking the laser light with respect to the target 31 and measuring the distance between the target 31 and the measurement reference point M is illustrated, but it is not limited thereto.
For example, a laser tracking device that does not have a length measurement function and only tracks the target 31 may be used. That is, instead of the laser interferometer 14 of the above embodiment, a laser tracking sensor having a laser light source for emitting laser light and an optical axis detection sensor for detecting the amount of deviation between the emitted light and the reflected light may be used. .

また、上記実施形態では、2軸回転機構により、レーザ干渉計14を方位角θ及び仰角φで回転させる構成を例示したが、これに限定されない。例えば、標的31が方位角方向にのみ変位する場合では、レーザ干渉計14を仰角方向に回転移動させる第二回転機構17が設けられていなくてもよい。この場合、レーザ干渉計14を、第一原点位置を検出する原点検出動作において一定速度で回転させ、その際の速度信号過渡応答によりゲインを設定すればよい。   Moreover, although the structure which rotates the laser interferometer 14 by azimuth angle (theta) and elevation angle (phi) was illustrated in the said embodiment by the biaxial rotation mechanism, it is not limited to this. For example, when the target 31 is displaced only in the azimuthal direction, the second rotation mechanism 17 may not be provided to rotationally move the laser interferometer 14 in the elevation direction. In this case, the laser interferometer 14 may be rotated at a constant speed in the origin detection operation for detecting the first origin position, and the gain may be set by the speed signal transient response at that time.

上記実施形態では、制御部15は、電源投入時に初期化モードを動作モードに切り替えて原点検出動作を実施し、その際の速度信号過渡応答に基づいてゲインを調整する例を示したが、これに限定されない。
例えば、操作者の操作によって原点位置を検出する原点検出動作が指令された際にも、上記実施形態と同様の処理を実施して、ゲイン調整を実施してもよい。この場合、レーザトラッカー10の長時間使用による各回転機構16,17の摩擦係数の変化にも対応することができる。
In the above embodiment, the control unit 15 switches the initialization mode to the operation mode at power on to perform the origin detection operation, and shows an example of adjusting the gain based on the speed signal transient response at that time. It is not limited to.
For example, when the origin detection operation for detecting the origin position is instructed by the operation of the operator, the same processing as that of the above embodiment may be performed to perform the gain adjustment. In this case, it is possible to cope with the change in the friction coefficient of each of the rotation mechanisms 16 and 17 due to the long-term use of the laser tracker 10.

本発明は、レーザ光の出射するレーザ光源やレーザ干渉計を回転軸回りに回転させることでレーザ光の出射方向を変更するレーザ装置、レーザトラッカー等に利用できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a laser device, a laser tracker, and the like that change the emission direction of a laser beam by rotating a laser light source for emitting a laser beam or a laser interferometer around a rotation axis.

10…レーザトラッカー(レーザ装置)、11…ベース、12…第一支持部、13…第二支持部、14…レーザ干渉計(レーザ光源)、15…制御部、16…第一回転機構、17…第二回転機構、31…標的、141…光軸検出センサー、151…第一制御部(制御手段)、152…第二制御部(制御手段)、153…第一PGA、154…第二PGA、155…ゲイン設定手段、161…第一モーター(角度調整手段、第一角度調整手段)、162…第一エンコーダ(角度検出手段)、163…第一軸受機構、171…第二モーター(角度調整手段、第二角度調整手段)、172…第二エンコーダ(角度検出手段)、173…第二軸受機構、L1…第一軸(基準軸)、L2…第二軸(基準軸)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Laser tracker (laser apparatus), 11 ... Base, 12 ... 1st support part, 13 ... 2nd support part, 14 ... Laser interferometer (laser light source), 15 ... Control part, 16 ... 1st rotation mechanism, 17 ... second rotation mechanism, 31 ... target, 141 ... optical axis detection sensor, 151 ... first control unit (control means), 152 ... second control unit (control means), 153 ... first PGA, 154 ... second PGA , 155: gain setting means, 161: first motor (angle adjustment means, first angle adjustment means), 162: first encoder (angle detection means), 163: first bearing mechanism, 171: second motor (angle adjustment) Means, second angle adjusting means) 172: second encoder (angle detecting means) 173: second bearing mechanism L1: first axis (reference axis) L2: second axis (reference axis)

Claims (5)

レーザ光を出射するレーザ光源と、
入力された駆動指令に基づいて、前記レーザ光源を、所定の基準軸を中心として回転させる角度調整手段と、
前記基準軸に設定された原点位置からの前記レーザ光源の回転角度を検出する角度検出手段と、
所定の一定速度で前記レーザ光源を前記原点位置まで回転させる前記駆動指令を前記角度調整手段に出力した際の前記レーザ光源の回転速度からゲインを設定するゲイン設定手段と、
前記ゲイン設定手段により設定されたゲインに基づいて、前記角度調整手段による前記レーザ光源の回転を制御する制御手段と、を備える
ことを特徴とするレーザ装置。
A laser light source for emitting laser light;
Angle adjustment means for rotating the laser light source about a predetermined reference axis based on the input drive command;
Angle detection means for detecting a rotation angle of the laser light source from an origin position set to the reference axis;
Gain setting means for setting a gain from the rotational speed of the laser light source when the drive command for rotating the laser light source to the home position at a predetermined constant speed is output to the angle adjustment means;
A control unit configured to control the rotation of the laser light source by the angle adjustment unit based on the gain set by the gain setting unit.
請求項1に記載のレーザ装置において、
前記角度調整手段は、前記基準軸として第一軸と、前記第一軸に交差する第二軸とを有し、前記第一軸を回転中心として前記レーザ光源を回転させる第一角度調整手段、及び前記第二軸を回転中心として前記レーザ光源を回転させる第二角度調整手段を含み、
前記ゲイン設定手段は、前記レーザ光源の第一軸回りの回転速度に基づいて前記第一角度調整手段に対するゲインを設定し、前記レーザ光源の第二軸回りの回転速度に基づいて前記第二角度調整手段に対するゲインを設定する
ことを特徴とするレーザ装置。
In the laser device according to claim 1,
The angle adjustment means has a first axis as the reference axis and a second axis intersecting the first axis, and rotates the laser light source about the first axis as a rotation center, And second angle adjusting means for rotating the laser light source about the second axis as a rotation center,
The gain setting means sets a gain for the first angle adjusting means based on the rotational speed of the laser light source about the first axis, and the second angle based on the rotational speed of the laser light source about the second axis. A laser device characterized by setting a gain for the adjusting means.
請求項2に記載のレーザ装置において、
前記レーザ光源は、標的に対して出射するレーザ光と、前記標的から反射されたレーザ光との干渉から前記標的までの距離を測長するレーザ干渉計であり、
当該レーザ干渉計は、前記レーザ干渉計から出射されるレーザ光である出射光と、前記標的により反射されたレーザ光である反射光との光軸のずれ量を検出する光軸検出センサーと、を備え、
前記制御手段は、前記ずれ量が所定値以下となるように前記角度調整手段の駆動を制御する
ことを特徴とするレーザ装置。
In the laser device according to claim 2,
The laser light source is a laser interferometer that measures the distance from the laser light emitted to the target and the laser light reflected from the target to the target,
The said laser interferometer is an optical axis detection sensor which detects deviation | shift amount of the optical axis of the emitted light which is a laser beam radiate | emitted from the said laser interferometer, and the reflected light which is a laser beam reflected by the said target, Equipped with
The control device controls the drive of the angle adjustment device such that the amount of displacement is equal to or less than a predetermined value.
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のレーザ装置において、
前記制御手段は、電源の投入時に、所定の一定速度で前記レーザ光源を前記原点位置まで移動させる前記駆動指令を前記角度調整手段に出力する
ことを特徴とするレーザ装置。
The laser device according to any one of claims 1 to 3.
The laser device, wherein the control means outputs the drive command to move the laser light source to the home position at a predetermined constant speed when the power is turned on.
レーザ光を出射するレーザ光源と、入力された駆動指令に基づいて、前記レーザ光源を、所定の基準軸を中心として回転させる角度調整手段と、前記基準軸に設定された原点位置からの前記レーザ光源の回転角度を検出する角度検出手段と、を備えたレーザ装置のゲイン調整方法であって、
所定の一定速度で前記レーザ光源を前記原点位置まで回転させる前記駆動指令を前記角度調整手段に出力して原点を検出する原点検出工程と、
前記原点検出工程において、前記角度検出手段により検出される単位時間あたりの角度変化量に基づいてゲインを設定するゲイン設定工程と、
を実施することを特徴とするレーザ装置のゲイン調整方法。


Laser light source for emitting laser light, angle adjustment means for rotating the laser light source about a predetermined reference axis based on an input drive command, and the laser from an origin position set to the reference axis A gain adjustment method of a laser device comprising: angle detection means for detecting a rotation angle of a light source;
An origin detection step of detecting the origin by outputting the drive command for rotating the laser light source to the origin position at a predetermined constant speed to the angle adjustment unit;
A gain setting step of setting a gain based on an angle change amount per unit time detected by the angle detection means in the origin point detection step;
And adjusting the gain of the laser device.


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