CN116888428A - 位移传感器以及状态监视方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够适当地判定异常类别的位移传感器以及状态监视方法。位移传感器(10)具有：投光部(110)，其向检查区域投射光；受光部(120)，其接收由检查区域反射后的光，并输出受光波形；存储部(140)，其预先存储异常类别信息，所述异常类别信息是将受光波形所包含的多个特征信息与根据该多个特征信息预测的多个异常类别进行对应而得到的；特征信息提取部(131)，其基于由受光部输出的受光波形，提取至少两种以上的特征信息；异常类别判定部(132)，其基于提取的至少两种以上的特征信息，判定预先存储于存储部的异常类别信息的多个异常类别中的、至少一种以上的异常类别；以及输出部(133)，其输出判定的异常类别。

Description

位移传感器以及状态监视方法

技术领域

本发明涉及位移传感器以及状态监视方法。

背景技术

以往，作为以非接触的方式测量工件的位移的装置，使用了利用光学系统的位移传感器。在这样的位移传感器中，由于该位移传感器的老化、由尘埃等异物的附着引起的污垢以及由周边环境引起的影响等，有可能无法适当地测量工件。

在专利文献1中，公开了与检测装置相关的技术，该检测装置在检测传感器产生异常之前，对该检测传感器的异常征兆进行检测。具体而言，专利文献1所公开的检测装置在每个规定周期取得工件通过检测位置的情况下的受光部中的受光量，并基于该取得结果生成受光波形。并且，该检测装置通过比较基准波形和受光波形来判定检测传感器是否有异常的征兆。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-78175号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在专利文献1所公开的检测装置中，虽然对检测传感器是否存在异常征兆进行判定，但即使在检测到异常征兆的情况下，也无法辨别其原因以及详细内容。因此，对于用户而言，存在之后无法掌握具体需要采取怎样的对策的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种能够适当地判定异常类别的位移传感器以及状态监视方法。

用于解决课题的手段

本发明一个方式的位移传感器具有：投光部，其向检查区域投射光；受光部，其接收由检查区域反射后的光，并输出受光波形；存储部，其预先存储异常类别信息，所述异常类别信息是将受光波形所包含的多个特征信息与根据该多个特征信息预测的多个异常类别进行对应而得到的；特征信息提取部，其基于由受光部输出的受光波形，提取至少两种以上的特征信息；异常类别判定部，其基于提取的至少两种以上的特征信息，判定预先存储于存储部的异常类别信息的多个异常类别中的、至少一种以上的异常类别；以及输出部，其输出判定的异常类别。在此，受光波形是针对受光部的摄像元件接收到的光，按每个像素表示其受光量而作为波形生成的。

根据该方式，特征信息提取部基于受光波形提取至少2个以上的特征信息，异常类别判定部能够基于该特征信息，适当地判定预先存储于存储部的异常类别信息的多个异常类别中的、至少一种以上的异常类别。

在上述方式中，异常类别判定部可以针对提取的特征信息，使用与基准值的差分量、规定期间内的变化量以及某个时间点的受光波形所包含的信息中的至少一个以上的监视方法来判定异常类别。

根据该方式，异常类别判定部使用多种监视方法来判定异常类别，因此能够更适当地判定异常类别。

在上述方式中，也可以是，在预先存储于存储部的异常类别信息的多个异常类别中，对能够根据监视方法判定的异常类别进行了分类。

根据该方式，在异常类别信息中，对能够根据监视方法判定的异常类别进行了分类，因此在异常类别的判定中，能够根据各异常类别使用适当的监视方法。

在上述方式中，特征信息可以包含受光量、受光量调整参数、受光波形的宽度值、受光波形的面数、受光波形的总面积以及背景等级中的至少两种以上。

根据该方式，关于从受光波形提取的特征信息，包含受光量、受光量调整参数、受光波形的宽度值、受光波形的面数、受光波形的总面积以及背景等级中的至少两种以上，因此能够根据这些来更具体地判定异常类别。

在上述方式中，异常类别判定部可以根据受光量、受光量调整参数、受光波形的宽度值、受光波形的面数、受光波形的总面积以及背景等级中的至少两种以上的组合来判定异常类别。

根据该方式，异常类别判定部适当地组合多个特征信息来判定各异常类别，因此能够更适当地判定异常类别。

在上述方式中，也可以是，在预先存储于存储部的异常类别信息的多个异常类别中，对能够根据受光量、受光量调整参数、受光波形的宽度值、受光波形的面数、受光波形的总面积以及背景等级中的至少两种以上的组合判定的异常类别进行了分类。

根据该方式，在异常类别信息中，对能够根据受光量、受光量调整参数、受光波形的宽度值、受光波形的面数、受光波形的总面积以及背景等级中的至少两种以上的组合判定的异常类别进行了分类，因此在异常类别的判定中，能够根据各异常类别适当地组合特征信息。

在上述方式中，在预先存储于存储部的异常类别信息的多个异常类别中，对能够根据检查区域中的工件和基座的有无判定的异常类别进行了分类。此外，工件是指位移传感器测量的测量对象物，基座是指用于载置工件的基台。

根据该方式，能够根据检查区域中的工件和基座的有无来适当地判定异常类别。

在上述方式中，输出部可以输出与判定的异常类别对应的对策或推定原因。

根据该方式，用户能够直接且具体地掌握应该采取怎样的对策。

本发明一个方式的状态监视方法是由包含处理器的位移传感器执行的状态监视方法，其包含：投光步骤，向检查区域投射光；受光步骤，接收由检查区域反射后的光，并输出受光波形；特征信息提取步骤，基于在受光步骤中输出的受光波形，提取至少两种以上的特征信息；异常类别判定步骤，基于提取的至少两种以上的特征信息，判定预先存储于存储器的、将受光波形所包含的多个特征信息与根据该多个特征信息预测的多个异常类别进行对应而得到的异常类别信息的多个异常类别中的至少一种以上的异常类别；以及输出步骤，输出判定的异常类别。

根据该方式，在特征信息提取步骤中基于受光波形提取至少2个以上的特征信息，在异常类别判定步骤中，能够基于该特征信息，适当地判定预先存储于存储器的异常类别信息的多个异常类别中的、至少一种以上的异常类别。

发明的效果

根据本发明，可提供一种能够适当地判定异常类别的位移传感器以及状态监视方法。

附图说明

图1是表示本发明一个实施方式的位移传感器10的传感器头的外观的立体图。

图2是表示构成本发明一个实施方式的位移传感器10的各功能的框图。

图3是表示本发明一个实施方式的位移传感器10中的、与异常类别的判定处理相关的控制部130及与其关联的各功能结构的框图。

图4是表示从受光波形中提取的特征信息的一例的图。

图5是表示将特征信息与根据该特征信息预测的异常类别进行对应而得到的异常类别信息的一例的图。

图6A是表示判定(a)传感器污垢的一例的图。

图6B是表示判定(b)光源劣化的一例的图。

图6C是表示判定(c)狭窄场所测量的一例的图。

图6D是表示判定(d)多重反射的一例的图。

图6E是表示判定(e)相互干扰的一例的图。

图6F是表示判定(f)干扰光的一例的图。

图7是表示在设置于放大器部的显示部150显示异常类别的一例的图。

图8是表示与异常类别对应的错误代码以及对策的一例的图。

图9是表示位移传感器10测量工件W、并且包含异常类别判定在内的监视位移传感器10及其周边环境中的状态的状态监视方法M10的处理流程的流程图。

图10是表示在图9中的步骤S15～S18中执行的异常类别判定方法M100的具体处理流程的流程图。

图11是表示图5中的异常类别中的、无法根据在检查区域中有无工件和基座来进行判定的异常类别的一例的图。

图12是表示按每个监视方法将所使用的特征信息和预测的异常类别进行对应而得到的异常类别信息的一例的图。

具体实施方式

以下，参照附图具体说明本发明的实施方式。另外，以下说明的实施方式只不过是用于实施本发明的具体的一例，并非限定性地解释本发明。另外，为了容易理解说明，在各附图中对相同的构成要素尽可能地标注相同的标号，有时省略重复的说明。

<一个实施方式>

[位移传感器的结构]

图1是表示本发明一个实施方式的位移传感器10的传感器头的外观的立体图。位移传感器10具有传感器头100和经由线缆11连接的被称为放大器部的辅助壳体(未图示)。

如图1所示，位移传感器10从传感器头100对载置于基座B的工件W投射激光L1，并且接收相对于所述激光L1的来自工件W的反射光L2，由此基于三角测距的原理来测量工件W表面的位移量。此外，被测量为位移量的是从传感器头100到工件W的表面的距离，能够输出距离作为检测数据。

这样，位移传感器10通常是向工件W投射激光来测量该工件W的表面的位移量的测量装置，但在本实施方式中，例如在不存在工件W的情况下，也可以将组装机器人等设备、周边环境作为检查区域来投射激光并接收来自该检查区域的反射光，由此进行状态监视。

图2是表示构成本发明一个实施方式的位移传感器10的各功能的框图。如图2所示，位移传感器10具有投光部110、受光部120、控制部130、存储部140、显示部150、操作部160以及输入输出接口170。另外，投光部110包含发光元件111和投光控制电路112，受光部120包含摄像元件121、信号处理电路122以及A/D转换电路123。

另外例如，投光部110、受光部120、控制部130以及存储部140组装于图1所示的传感器头100，显示部150、操作部160以及输入输出接口170设置于放大器部。但是，传感器头100与放大器部未必需要分离，也可以将图2所示的所有结构设置于一个壳体。

投光部110向检查区域(例如工件W)投射光。具体而言，投光部110具有激光二极管(LD)作为发光元件111，一边通过投光控制电路112调整该发光元件111的发光强度和发光时间，一边驱动发光元件111而投射光。此外，投光控制电路112基于来自控制部130的指令进行动作。

受光部120接收由检查区域反射后的光，并输出受光波形。具体而言，受光部120具有包含多个像素的CMOS作为摄像元件121，还具有用于对由该摄像元件121生成的图像信号进行处理的信号处理电路122和A/D转换电路123。信号处理电路122根据来自控制部130的指令，控制摄像元件121的动作定时，并且取入摄像元件121生成的图像并输出到A/D转换电路123。然后，由A/D转换电路123进行模拟-数字转换后的图像被输入到控制部130以进行测量处理。

控制部130例如是CPU，基于存储于存储部140的程序和设定数据等，使激光L1从投光部110射出，并且与该射出的定时相匹配地使受光部120动作，接收来自工件W的反射光L2。然后，控制部130基于由受光部120输出的受光波形，通过各种处理来测量工件W的位移量。

另外，控制部130基于由受光部120输出的受光波形，提取该受光波形所包含的特征信息，并且判定根据提取出的特征信息推测的异常类别。关于位移传感器10中的判定异常类别的处理的详情将后述。

存储部140例如是EEPROM等非易失性存储器，存储有程序、用于定义控制部130所控制的各种动作的设定数据、以及在后述的判定异常类别的处理中使用的异常类别信息等。另外，还设定为在后述的判定异常类别的处理中使用的、用于蓄积由受光部120输出的受光波形及从该受光波形提取的特征信息等数据的缓冲功能。

显示部150例如由液晶显示器或者有机EL显示器等构成，显示上述的控制部130中的测量值、后述的异常类别、与该异常类别对应的对策、以及其他与位移传感器10相关的设定和状态等应通知给用户的信息等。

操作部160由按钮、拨盘或者触摸面板等构成，例如用于使用户进行位移传感器10的电源的接通断开、各种设定以及工作模式的切换等。

输入输出接口170与PC(personal computer：个人计算机)以及PLC(programmablelogic controller：可编程逻辑控制器)等外部设备连接。在与外部设备连接的情况下，能够通过外部设备进行与在操作部160中执行的操作相同的操作。例如，可以在PC上进行针对位移传感器10的操作，或者可以在PC的画面上显示由位移传感器10获得的测量结果。

[异常类别的判定处理]

接着，详细说明位移传感器10进行的异常类别的判定处理。在此，异常类别的判定处理例如是指检测由于位移传感器10的老化、由尘埃等异物的附着引起的污垢以及由周边环境引起的影响等而无法适当地测量工件W等的异常或其征兆的功能。

图3是表示本发明一个实施方式的位移传感器10中的、与异常类别的判定处理相关的控制部130及与其关联的各功能结构的框图。如图3所示，控制部130具有特征信息提取部131、异常类别判定部132以及输出部133，一边参照存储部140一边判定异常类别并输出到显示部150。

特征信息提取部131基于由受光部120输出的受光波形，提取至少两种以上的特征信息。具体而言，特征信息提取部131根据由受光部120持续输出的受光波形，提取后述的多个特征信息，并蓄积在存储部140中。

图4是表示从受光波形中提取的特征信息的一例的图。图中，像素位置表示关于摄像元件121上的像素的三角测距中的基线方向的位置，LSB表示与像素位置对应的像素的受光量的平均值。如图4所示，从受光波形中提取(1)受光量、(2)受光量调整参数、(3)宽度值、(4)面数、(5)受光波形总面积以及(6)背景等级。

另外，(1)受光量是指受光部120接收的光的受光量，(2)受光量调整参数是指根据该受光部120接收的光的受光量而作为受光波形输出所需的调整(例如，增益和曝光时间等)。(3)宽度值例如是峰值受光量的50％处的受光波形的宽度(半值宽度)，表示该受光波形的宽度，(4)面数是受光波形的峰值的数量，表示光成分的数量。(5)受光波形总面积例如是图4所示的受光波形所占的范围的总面积，(6)背景等级表示位移传感器10不投射测量用的光而由受光部120接收的周围环境光的受光量。此外，宽度值并不限定于峰值受光量的50％处的受光波形的宽度(半值宽度)，只要表示受光波形的宽度即可，例如也可以是峰值受光量的40％、60％等处的受光波形的宽度值。

这样，在本实施方式中，特征信息提取部131从由受光部120输出的受光波形中提取上述的(1)～(6)这6个特征信息。

异常类别判定部132基于由特征信息提取部131提取出的至少两种以上的特征信息，判定预先存储于存储部140的异常类别信息的多个异常类别中的、至少一种以上的异常类别。具体而言，异常类别判定部132基于上述的(1)～(6)的特征信息，通过它们的时间序列变化以及它们的组合等来判定异常类别。在此，在存储部140中预先存储有将受光波形所包含的多个特征信息、与根据该多个特征信息预测的多个异常类别进行对应而得到的异常类别信息。异常类别判定部132基于上述的(1)～(6)的特征信息，一边参照存储于存储部140的异常类别信息，一边判定异常类别。

图5是表示将特征信息与根据该特征信息预测的异常类别进行对应而得到的异常类别信息的一例的图。如图5所示，根据上述的(1)受光量、(2)受光量调整参数、(3)宽度值、(4)面数、(5)受光波形总面积以及(6)背景等级的值、时间序列变化以及它们的组合，判定(a)传感器污垢、(b)光源劣化、(c)狭窄场所测量、(d)多重反射、(e)相互干扰、以及(f)干扰光这六个异常类别。

并且，在由异常类别判定部132基于上述的(1)～(6)的特征信息来判定上述的(a)～(f)的异常类别时，关于使用怎样的监视方法来判定，进行了对应。在监视方法中，例如包含针对上述的(1)～(6)的特征信息，监视(A)与基准值的差分量、(B)规定期间内的变化量、以及(C)某个时间点的受光波形所包含的信息的方法，使用这些方法中的至少一个以上的监视方法。

(A)与基准值的差分量是指，将位移传感器10的初始值(例如，工厂出厂时、购买时或开始工作时的值)作为基准值(阈值)进行比较，(B)规定期间内的变化量例如是指监视几ms～几百ms的短期间内的变化量，(C)某个时间点的受光波形所包含的信息是指，检测受光波形中的暂时的波形所包含的信息。

以下，关于(a)～(f)的异常类别，示出具体例进行详细说明。

图6A是表示判定(a)传感器污垢的一例的图。如图6A所示，在存在传感器污垢的情况下，受光量、受光量调整参数以及宽度值发生变化(短时间突变)。并且，作为位移传感器10，在超过能够对工件进行适当的测量的基准值(阈值)的范围的情况下，异常类别判定部132判定为传感器污垢。另外，如果在受光波形中包含噪声成分，则有时受光波形总面积和背景等级进一步发生变化，这些特征信息也可以用于传感器污垢的判定。

图6B是表示判定(b)光源劣化的一例的图。如图6B所示，在存在光源劣化的情况下，作为位移传感器10，成为受光量减少而使作为受光量调整参数的增益增加的状态。例如，与位移传感器10的初始基准值(最初使用时通过示教检测出的值)进行比较，在超过能够对工件进行适当的测量的基准值(阈值)的范围的情况下，异常类别判定部132判定为光源劣化。

图6C是表示判定(c)狭窄场所测量的一例的图。如图6C所示，在存在狭窄场所测量的情况下，作为位移传感器10，有时受光量的状态变得不稳定而受光波形上下变动，或者受光量减少而成为使作为受光量调整参数的增益增加的状态。在此，与上述的(b)光源劣化的不同点在于，在狭窄场所测量的情况下，例如当检查区域(工件)的状态改变时(偏离狭窄场所位置时)，受光量和受光量调整参数复原。换言之，在存在狭窄场所测量的情况下，如果受光量和受光量调整参数的变化是暂时性的，则异常类别判定部132判定为狭窄场所测量。

图6D是表示判定(d)多重反射的一例的图。如图6D所示，在存在多重反射的情况下，产生面数增加那样的变化(短时间突变)。而且，作为位移传感器10，在超过能够对工件进行适当的测量的测量值以及从受光波形提取的参数(宽度值、面数等)的基准值(阈值)的范围的情况下，异常类别判定部132判定为多重反射。并且，有时受光量降低(受光量调整参数上升)，这些特征信息也可以用于传感器污垢的判定。

图6E是表示判定(e)相互干扰的一例的图。如图6E所示，在存在相互干扰的情况下，面数增加，例如，如果干扰光周期性地闪烁，则峰值波形不变化，面数的变化反复(短时间突变)。在这样的情况下，异常类别判定部132判定为相互干扰。并且，有时受光量和受光量调整参数发生变化，背景等级也发生变化，这些特征信息也可以用于相互干扰的判定。

图6F是表示判定(f)干扰光的一例的图。如图6F所示，在存在干扰光的情况下，受光量、受光量调整参数、宽度值、受光波形总面积以及背景等级发生变化(短时间突变)。特别是，背景等级增加但有时会减少，在这一点上与上述的(a)传感器污垢不同。而且，作为位移传感器10，在超过能够对工件进行适当的测量的基准值(阈值)的范围的情况下，异常类别判定部132判定为干扰光。

另外，关于异常类别的判定，并不限定于这里说明的条件，例如，如果能够按照这里说明的条件以外的条件来判定异常类别，则也可以使用其他条件来判定，关于特征信息的组合，如果能够按照这里说明的组合以外的组合来判定异常类别，则也可以使用其他组合来判定。

另外在此，异常类别判定部132基于(1)～(6)的特征信息，使用(A)～(C)的监视方法来判定(a)～(f)的异常类别，但并不限定于此。例如，作为异常类别，也可以包含渗入、头倾斜以及透明体检出等，作为特征信息，可以包含与受光波形的倾斜或者重心等相关的信息，也可以包含其他能够从受光波形中提取的特征信息。进而，关于监视方法，例如也可以使用持续地进行监视的方法、以及间歇性或周期性(长期及短期)地进行监视的方法等。另外，包含上述的异常类别、特征信息以及监视方法在内，也不需要应用它们的全部，也可以根据用户所希望的异常类别、精度以及性能等，适当地选择为能够适当地判定异常类别。

如上所述，由异常类别判定部132判定异常类别。

输出部133输出由异常类别判定部132判定出的异常类别。例如，输出部133可以将该异常类别以显示于显示部150的方式输出，也可以以向作为外部设备连接的PC或PLC通知的方式输出。

图7是表示在设置于放大器部的显示部150显示异常类别的一例的图。如图7所示，显示有异常类别“传感器污垢”。由此，用户能够识别并应对传感器污垢。

此外，作为显示于显示部150的内容，并不限定于异常类别，例如也可以显示“请确认传感器的污垢”或者“请更换光源”等与异常类别对应的对策或者估计原因。由此，用户能够直接且具体地掌握应该采取怎样的对策。

图8是表示与异常类别对应的错误代码和对策的一例的图。例如，也可以将图8所示那样的对应表预先存储于存储部140，输出部133根据由异常类别判定部132判定出的异常类别，参照该对应表，输出异常类别、错误代码以及对策中的任意一个或者多个。

另外，在显示部150中的显示画面较小的情况下等，如果显示与异常类别相对应的错误代码，则作为用户，例如通过参照预先准备的将错误代码与异常类别以及应对策略等进行了对应的表，根据所显示的错误代码来掌握应该进行怎样的对策即可。

并且，也可以根据定期地检查位移传感器10的情况和实际测量工件W的情况等状况，来切换输出部133输出的内容和显示部150显示的内容。例如，在正在测量工件W的运用时判定出影响测量结果的异常类别的情况下，输出部133也可以输出警告信号，并且将测量结果置换为不确定值或错误，进而将该意思显示于显示部150。另外，在需要异常类别的详细信息的情况下，也可以根据存储部140中蓄积的受光波形或特征信息的数据，显示连续的时间序列数据和波形等。

[状态监视方法]

接着，对包含异常类别判定在内的、监视位移传感器10及其周边环境中的状态的状态监视方法进行说明。

图9是表示位移传感器10测量工件W、并且包含异常类别判定在内的监视位移传感器10及其周边环境中的状态的状态监视方法M10的处理流程的流程图。如图9所示，状态监视方法M10包含步骤S11～S19，各步骤由位移传感器10所包含的处理器执行。

在步骤S11中，如使用图1说明的那样，位移传感器10对工件W投射激光L1，并且接收针对该激光L1的来自工件W的反射光L2，由此测量工件W的表面的位移量。

在步骤S12中，由受光部120接收被工件W(检查区域)反射后的光，并输出受光波形。

在步骤S13中，通过控制部130中的特征信息提取部131，基于在步骤S12中输出的受光波形，提取至少两种以上的特征信息。作为具体例，提取使用图4说明的(1)受光量、(2)受光量调整参数、(3)宽度值、(4)面数、(5)受光波形总面积以及(6)背景等级作为特征信息。

在步骤S14中，通过控制部130将在步骤S13中提取出的特征信息蓄积到存储部140。

在步骤S15～S18中，通过控制部130中的异常类别判定部132，基于在步骤S14中蓄积的特征信息，一边参照预先存储于存储器的异常类别信息，一边判定异常类别。作为具体例，如使用图5说明的那样，异常类别判定部132针对(1)受光量、(2)受光量调整参数、(3)宽度值、(4)面数、(5)受光波形总面积以及(6)背景等级这6个特征信息，使用(A)基准值差分、(B)短时间突变以及(C)某个时间点的受光波形这3个监视方法，判定(a)传感器污垢、(b)光源劣化、(c)狭窄场所测量、(d)多重反射、(e)相互干扰以及(f)干扰光这6个异常类别。

在步骤S19中，由控制部130中的输出部133输出在步骤S15～S18中判定出的异常类别。作为具体例，在显示部150显示异常类别。

另外，步骤S13～S19中的与异常类别判定相关的一系列处理可以在每个测量周期执行，也可以根据其他需要适当执行。

图10是表示在图9中的步骤S15～S18中执行的异常类别判定方法M100的具体处理流程的流程图。如图10所示，异常类别判定方法M100包含步骤S101～S116，各步骤由位移传感器10所包含的处理器执行。

在此，作为各步骤中的处理，异常类别判定部132通过监视各特征信息的变化(上升或者下降)即短时间突变、以及是否在基准值的范围内(超过或者低于)来判定异常类别。对这各个步骤中的处理进行具体说明。

在步骤S101中，如果(1)受光量低于初始基准值、(2)受光量调整参数超过初始基准值(步骤S101的“是”)，则异常类别判定部132判定为(b)光源劣化(步骤S102)。

在此，初始基准值是指，例如基于在购买并最初使用位移传感器10时通过示教检测出的值来设定的值，换言之，用于掌握(1)受光量和(2)受光量调整参数相对于最初使用位移传感器10时的变化量(差分)的值。关于受光量和受光量调整参数，在位移传感器10能够适当地测量工件的范围内设定初始基准值即可。

此外，假设在购买并最初使用位移传感器10时未进行示教而未设定初始基准值的情况下，异常类别判定部132有时无法判定(b)光源劣化。该情况下，异常类别判定部132可以通过使用预先设定在位移传感器10中的值或者由用户设定来判定(b)光源劣化。

在步骤S103中(步骤S101的“否”)，异常类别判定部132判定(4)面数是否上升且超过基准值。

在此，基准值例如是指，基于在使位移传感器10运转的开始作业时等通过示教检测出的值来设定的值，换言之，是用于针对该特征信息掌握从使位移传感器10运转的开始作业时等起的变化量(差分)的值。关于该特征信息(也包含以后说明的特征信息)，基准值在位移传感器10能够适当地测量工件的范围内设定即可。此外，基准值也可以在每次示教时更新，假设在使位移传感器10运转的开始作业时等不进行示教的情况下，也可以使用预先设定在位移传感器10中的值，或者由用户设定。

在步骤S104中(步骤S103的“是”)，如果(4)面数不下降且不在基准值范围内(步骤S104的“否”)，则异常类别判定部132判定为(d)多重反射(步骤S105)。

在步骤S106中(步骤S104的“是”)，如果(4)面数是上升下降的反复(步骤S106的“是”)，则异常类别判定部132判定为(e)相互干扰(步骤S107)。

在步骤S108中(步骤S103的“否”)，异常类别判定部132判定是否是(1)受光量下降且低于基准值、(2)受光量调整参数上升且超过基准值。

在步骤S109中(步骤S108的“是”)，如果(3)宽度值上升(步骤S109的“是”)，则异常类别判定部132判定为(a)传感器污垢(步骤S110)。

在步骤S111中(步骤S109的“否”)，如果(1)受光量上升、(2)受光量调整参数下降(步骤S111的“是”)，则异常类别判定部132判定为(c)狭窄场所测量(步骤S112)。

在步骤S113中(步骤S108的“否”)，异常类别判定部132判定是否是(1)受光量上升且超过基准值、(2)受光量调整参数下降且低于基准值。

在步骤S114中(步骤S113的“是”)，异常类别判定部132判定是否是(5)受光波形总面积上升且超过基准值、(6)背景等级上升且超过基准值。

在步骤S115中(步骤S114的“是”)，如果(5)受光波形总面积下降且低于基准值，(6)背景等级下降且低于基准值(步骤S115的“是”)，则异常类别判定部132判定为干扰光(步骤S116)。

这样，异常类别判定部132判定(a)传感器污垢、(b)光源劣化、(c)狭窄场所测量、(d)多重反射、(e)相互干扰以及(f)干扰光这6个异常类别。

如上所述，根据本发明一个实施方式的位移传感器10和状态监视方法M10，特征信息提取部131从受光波形中提取多个特征信息，异常类别判定部132能够基于该多个特征信息，判定预先存储于存储部140的异常类别信息的多个异常类别中的、至少一种以上的异常类别。其结果，能够适当地判定异常类别，用户能够采取与该异常类别对应的对策。

另外，在本实施方式中，说明了对图5所示的(a)～(f)的异常类别进行判定的情况，但根据检查区域的状态，能够判定的异常类别有时会不同。

图11是表示图5的异常类别中的、根据在检查区域中有无工件和基座而无法判定的异常类别的一例的图。如图11所示，关于(a)～(f)的异常类别，在检查区域中存在工件的情况下，能够适当地判定，但在检查区域中不存在工件和基座的情况下，有时无法适当地判定(a)传感器污垢、(c)狭窄场所测量以及(d)多重反射。

这样，根据检查区域的条件，存在能够适当地判定的异常类别和有时无法适当地判定的异常类别，因此例如也可以将这些信息包含在预先存储于存储部140的异常类别信息中。

由此例如，在由异常类别判定部132判定为(c)狭窄场所测量的情况下，也可以通过在显示部150显示“在不存在工件的情况下，有时无法进行适当的判定”的消息，或者进行与其类似的通知，来使用户进行确认。另外，为了能够适当地判定用户所希望的异常类别，也可以预先在显示部150上显示要判定的异常类别或能够按每个异常类别适当地判定的条件等，供用户进行确认。

此外，用户可以经由操作部160输入满足适当条件(例如，在本实施例中存在工件和基座)的时间段。由此，可知在该时间段判定的异常类别是适当判定的结果。

另外，在本实施方式中，作为存储于存储部140的异常类别信息，列举了如图5所示那样按每个异常类别将用于异常类别判定的特征信息以及监视方法进行了对应而得到的表作为一例，但并不限定于此。例如，也可以是对每个监视方法对应了特征信息以及异常类别的表。

图12是表示按每个监视方法将所使用的特征信息和预测的异常类别进行对应而得到的异常类别信息的一例的图。如图12所示，在(A)～(C)的监视方法中，在监视了(1)～(6)的特征信息中的任意特征信息的情况下，能够掌握能否判定(a)～(f)的异常类别。在此，存在能够通过监视方法与特征信息的组合来唯一地判定异常类别的情况、以及能够通过这多个组合来判定异常类别的情况。

此外，在使用基准值差分作为监视方法的情况下，需要预先设定基准值，但在使用短时间突变以及某个时间点的受光波形的情况下，能够通过与蓄积于存储部140的数据的比较以及变化等来进行判定，因此有时即使未预先设定基准值也能够判定异常类别。

这样，关于作为存储于存储部140的异常类别信息而以怎样的形式采用异常类别信息，根据位移传感器10的种类、用户所希望的异常类别以及异常类别判定部132中的具体的判定处理步骤等来采用即可。此外，也可以在存储部140中存储多个形式的异常类别信息，也可以是，以图5和图12所示的异常类别信息以外的形式存储异常类别信息。

以上说明的实施方式只是为了容易理解本发明，不用于限定解释本发明。实施方式所具有的各要素及其配置、材料、条件、形状以及尺寸等并不限定于例示的内容，能够适当变更。另外，能够将不同的实施方式所示的结构彼此部分地置换或组合。

[附记]

一种位移传感器(10)，其具有：

投光部(110)，其向检查区域投射光；

受光部(120)，其接收由所述检查区域反射后的光，并输出受光波形；

存储部(140)，其预先存储异常类别信息，所述异常类别信息是将受光波形所包含的多个特征信息与根据该多个特征信息预测的多个异常类别进行对应而得到的；

特征信息提取部(131)，其基于由所述受光部输出的受光波形，提取至少两种以上的特征信息；

异常类别判定部(132)，其基于所述提取的至少两种以上的特征信息，判定预先存储于所述存储部的异常类别信息的多个异常类别中的、至少一种以上的异常类别；以及

输出部(133)，其输出所述判定的异常类别。

标号说明

10：位移传感器；11：线缆；100：传感器头；110：投光部；111：发光元件；112：投光控制电路；120：受光部；121：摄像元件；122：信号处理电路；123：A/D转换电路；130：控制部；131：特征信息提取部；132：异常类别判定部；133：输出部；140：存储部；150：显示部；160：操作部；170：输入输出接口；L1：激光；L2：反射光；B：基座；W：工件；M10：状态监视方法；S11～S19：状态监视方法M10的各步骤；M100：异常类别判定方法；S101～S116：异常类别判定方法M100的各步骤。

Claims (9)

1.一种位移传感器，其中，该位移传感器具有：

投光部，其向检查区域投射光；

受光部，其接收由所述检查区域反射后的光，并输出受光波形；

存储部，其预先存储异常类别信息，所述异常类别信息是将受光波形所包含的多个特征信息与根据该多个特征信息预测的多个异常类别进行对应而得到的；

特征信息提取部，其基于由所述受光部输出的受光波形，提取至少两种以上的特征信息；

异常类别判定部，其基于所述提取的至少两种以上的特征信息，判定预先存储于所述存储部的异常类别信息的多个异常类别中的、至少一种以上的异常类别；以及

输出部，其输出所述判定的异常类别。

2.根据权利要求1所述的位移传感器，其中，

所述异常类别判定部针对所述提取的特征信息，使用与基准值的差分量、规定期间内的变化量以及某个时间点的受光波形所包含的信息中的至少一个以上的监视方法来判定异常类别。

3.根据权利要求2所述的位移传感器，其中，

在预先存储于所述存储部的异常类别信息的多个异常类别中，对能够根据所述监视方法判定的异常类别进行了分类。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的位移传感器，其中，

所述特征信息包含受光量、受光量调整参数、受光波形的宽度值、受光波形的面数、受光波形的总面积以及背景等级中的至少两种以上。

5.根据权利要求4所述的位移传感器，其中，

所述异常类别判定部根据所述受光量、所述受光量调整参数、所述受光波形的宽度值、所述受光波形的面数、所述受光波形的总面积以及所述背景等级中的至少两种以上的组合来判定异常类别。

6.根据权利要求5所述的位移传感器，其中，

在预先存储于所述存储部的异常类别信息的多个异常类别中，对能够根据所述受光量、所述受光量调整参数、所述受光波形的宽度值、所述受光波形的面数、所述受光波形的总面积以及所述背景等级中的至少两种以上的组合判定的异常类别进行了分类。

7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的位移传感器，其中，

在预先存储于所述存储部的异常类别信息的多个异常类别中，对能够根据所述检查区域中的工件和基座的有无判定的异常类别进行了分类。

8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的位移传感器，其中，

所述输出部输出与所述判定的异常类别对应的对策或推定原因。

9.一种状态监视方法，由包含处理器的位移传感器执行，其中，该状态监视方法包含：

投光步骤，向检查区域投射光；

受光步骤，接收由所述检查区域反射后的光，并输出受光波形；

特征信息提取步骤，基于在所述受光步骤中输出的受光波形，提取至少两种以上的特征信息；

异常类别判定步骤，基于所述提取的至少两种以上的特征信息，判定预先存储于存储器的、将受光波形所包含的多个特征信息与根据该多个特征信息预测的多个异常类别进行对应而得到的异常类别信息的多个异常类别中的至少一种以上的异常类别；以及

输出步骤，输出所述判定的异常类别。