JP2005257482A

JP2005257482A - Measurement controller

Info

Publication number: JP2005257482A
Application number: JP2004069785A
Authority: JP
Inventors: Shuji Otani; 修史大谷; Naoya Ochi; 直哉越智; Shinya Komori; 信哉小森
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2004-03-11
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2024-03-11
Also published as: JP4415711B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measurement controller capable of inputting data from a sensor in synchronization with a measurement position of an object to be measured. <P>SOLUTION: The measurement controller is equipped with an analog input circuit 13g which inputs analog data from a displacement sensor 24; a first counter 30 which counts based on pulses from an encoder 23; and a second counter 31 which is arranged in parallel with the first counter and composed of a ring counter counting the pulses. An MPU 13a recognizes a measurement start position of the object to be measured, based on a counter value of the first counter. Furthermore, when the MPU receives an interruption instruction generated based on a counter value of the second counter, it stores analog data acquired by the analog input circuit into a data memory during its interruption process. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、計測コントローラに関するものである。 The present invention relates to a measurement controller.

計測アプリケーションにおいて、例えばチップ部品の表面の凹凸の状態など目視で確認が不可能な被測定対象物の状態を計測する場合、専用の計測器を使用するのが一般的である。この場合に、通常計測器は測定点に対し時系列データを生成するようにしている。 In measurement applications, for example, when measuring the state of an object to be measured that cannot be visually confirmed, such as the state of irregularities on the surface of a chip component, it is common to use a dedicated measuring instrument. In this case, the normal measuring instrument generates time series data for the measurement points.

例えば、図１に示すように、測定対象物１の表面１ａの凹凸状態をセンサにて計測したい場合、変位センサ２などでその測定対象物１上を走査させることが想定される。係る場合の具体的な計測アプリケーションシステムの構成の一例としては、測定対象物１を搬送装置上に置き、一定方向に一定速度で搬送する。この搬送装置（測定対象物が通過する領域）の上方に、変位センサ２を配置し、変位センサ２で検出される測定対象物１の表面１ａまでの距離の変位からその表面１ａの凹凸状態を知ることができる。 For example, as shown in FIG. 1, when it is desired to measure the uneven state of the surface 1 a of the measurement object 1 with a sensor, it is assumed that the measurement object 1 is scanned with the displacement sensor 2 or the like. As an example of the configuration of a specific measurement application system in such a case, the measuring object 1 is placed on a transport device and transported at a constant speed in a constant direction. Displacement sensor 2 is arranged above this conveying device (area through which the measurement object passes), and the uneven state of surface 1a is determined from the displacement of the distance to surface 1a of measurement object 1 detected by displacement sensor 2. I can know.

変位センサ２は、一定のサンプリング周期で順次計測するため、その計測した結果が時系列データとして生成される。そして、表面１ａの凹凸の状態の検査を行なうためには、変位センサ２で計測した計測結果が表面１ａのどの位置（測定点）のものであるかを知る必要があり、測定点と計測結果を関連づけて記録する必要がある。そこで、通常は、測定対象物１の移動速度に同期して決められた計測ポイントにてサンプリングすることで、計測開始からの経過時間と計測結果を関連づけ、移動速度が分かっているので、その移動速度と経過時間から測定点を算出するようにしている。なお、この種の従来技術に関連する公知文献は特に見つからなかった。 Since the displacement sensor 2 sequentially measures at a constant sampling period, the measurement result is generated as time series data. In order to inspect the unevenness of the surface 1a, it is necessary to know which position (measurement point) on the surface 1a the measurement result measured by the displacement sensor 2 is, and the measurement point and the measurement result. Must be recorded in association with each other. Therefore, normally, by sampling at a measurement point determined in synchronization with the moving speed of the measurement object 1, the elapsed time from the start of measurement is associated with the measurement result, and the moving speed is known. The measurement point is calculated from the speed and elapsed time. In addition, no publicly known literature related to this type of prior art was found.

しかしながら、上述した従来の装置では、以下に示す問題があった。すなわち、一般に計測器は時間軸で測定データを一定間隔で生成していくしくみのものであるため、測定対象物のある固有の位置の状態を検出するためには、計測器のサンプリング時間（タイミング）に合わせて測定対象物を移動させ、目的の位置が計測器（変位センサ）の計測領域に来たときに変位センサがサンプリングするように調整する必要があるため、その調整が煩雑であるばかりでなく、測定対象に合わせた専用計測器となるため高価なシステムとなり、また被計測対象物が変わるごとに専用計測システムを構築する必要がある。 However, the above-described conventional apparatus has the following problems. In other words, measuring instruments generally have a mechanism for generating measurement data at regular intervals on the time axis, and in order to detect the state of a specific position of the measurement object, the sampling time (timing of the measuring instrument) ) To move the object to be measured, and when the target position comes to the measurement area of the measuring instrument (displacement sensor), it is necessary to adjust so that the displacement sensor samples. Instead, it becomes an expensive system because it becomes a dedicated measuring instrument adapted to the object to be measured, and it is necessary to construct a dedicated measuring system each time the object to be measured changes.

また、基本的に経過時間と変位センサ２のサンプリングタイムという非同期に動作するものを合わせこんで測定データ（計測結果，測定点）を生成するため、データの位置と計測結果の関係精度の信頼性が低下する。 Also, since the measurement data (measurement result, measurement point) is basically generated by combining the elapsed time and the sampling time of the displacement sensor 2 to generate measurement data, the reliability of the relationship between the data position and the measurement result is reliable. Decreases.

さらに、目視で確認が不可能なような測定対象物１の状態を計測する場合には、その測定点の間隔も緻密なものとなり計測器として高速で測定データを取り込むことが必要となるため汎用コントローラでは応答性能的に間に合わず専用の計測器を使用するようになる。 Furthermore, when measuring the state of the measuring object 1 that cannot be visually confirmed, the interval between the measurement points becomes minute, and it is necessary to capture measurement data at high speed as a measuring instrument. The controller will not use the response performance in time and will use a dedicated instrument.

さらにまた、図１に示すように、測定対象物１の表面１ａに離散的に複数の計測区間があるような場合、計測区間では変位センサのデータを取り込み、非計測区間ではデータを取り込まないような制御を行なうとしても、移動速度に基づき位置を算出するようにしているため、計測区間の開始位置を直接検出することができないばかりか、上記したようにサンプリングタイムと移動速度を調整して各計測区間の開始位置から終了位置までデータを取得するのは煩雑である。なお、各種の位置検出センサを設置し、計測区間の開始位置が来たことを検知し、その位置検出センサからの検知信号をトリガとして変位センサ２のサンプリングを開始するように設定すれば、計測区間内を比較的精度良く計測することはできるものの、別途センサの設置並びにそのセンサとの同期をとる制御が必要となり、システムが大型化・複雑化し、コスト高を招くという新たな問題が生じる。 Furthermore, as shown in FIG. 1, when there are a plurality of discrete measurement sections on the surface 1a of the measurement object 1, the displacement sensor data is captured in the measurement section, and the data is not captured in the non-measurement section. Even if the control is performed, the position is calculated based on the moving speed, so that not only the start position of the measurement section can be directly detected but also the sampling time and the moving speed are adjusted as described above. It is complicated to acquire data from the start position to the end position of the measurement section. In addition, if various position detection sensors are installed, it is detected that the start position of the measurement section has arrived, and sampling of the displacement sensor 2 is set to start using the detection signal from the position detection sensor as a trigger, the measurement is performed. Although it is possible to measure the inside of the section with relatively high accuracy, it is necessary to separately install a sensor and control to synchronize with the sensor, so that a new problem arises that the system becomes large and complicated, and the cost increases.

この発明は、任意の一定間隔の割り込み処理の中でアナログ入力データを取り込めるようにでき、これにより測定対象物の測定位置に同期した形でセンサからのデータを取り込むことができ測定対象物の位置と計測結果の関係を示すデータを生成することができる計測コントローラを提供することを目的とする。 According to the present invention, analog input data can be captured in an interrupt process at an arbitrary interval, whereby data from a sensor can be captured in synchronization with the measurement position of the measurement object. An object of the present invention is to provide a measurement controller that can generate data indicating the relationship between measurement results.

本発明に係る計測コントローラでは、センサからのアナログデータを取り込むためのアナログ入力手段とエンコーダから与えられるパルスに基づきカウントする第１カウンタと、その第１カウンタと並列して前記パルスをカウントするリングカウンタからなる第２カウンタとを備え、前記第１カウンタのカウンタ値に基づき、測定対象物の計測開始位置を認識する機能と、前記第２カウンタのカウント値に基づき、割り込みを発生させ、その割り込み処理の中で前記アナログ入力手段で取得したアナログデータをデータメモリに格納する機能を備えて構成した。そして、前記第２カウンタのリング最大値・割り込み発生タイミングを任意に設定する機能を備えるとよい。 In the measurement controller according to the present invention, an analog input means for taking in analog data from a sensor, a first counter that counts based on pulses provided from an encoder, and a ring counter that counts the pulses in parallel with the first counter And a function of recognizing the measurement start position of the measurement object based on the counter value of the first counter, and generating an interrupt based on the count value of the second counter. The analog data acquired by the analog input means is stored in a data memory. A function of arbitrarily setting the ring maximum value and interrupt generation timing of the second counter may be provided.

そして、前記第１カウンタのカウンタ値から、計測開始位置に来たことを条件に前記第２カウンタのカウント動作を開始するようにするとよい。また、前記第２カウンタは、カウント動作を開始後、予め設定したデータ数を取得したことを条件にカウント動作を停止するようにしたり、前記第１カウンタのカウンタ値に基づき、前記測定対象物の計測終了位置を認識したことを条件にカウント動作を停止したりするようにするとよい。 The counting operation of the second counter may be started on the condition that the measurement starting position is reached from the counter value of the first counter. Further, the second counter may stop the counting operation on the condition that the preset number of data has been acquired after starting the counting operation, or based on the counter value of the first counter, The counting operation may be stopped on condition that the measurement end position is recognized.

ユーザはこの位置と計測結果のデータにより製品の品質検査結果や他の制御をするための入力データとしてユーザの用途に合わせて利用できるようにすることを目的とする。 It is an object of the user to use the position and measurement result data as input data for product quality inspection results and other controls according to the user's application.

エンコーダからのパルス入力を２つのカウンタでカウントできるようにし、第１カウンタでは測定対象物の絶対位置を管理し、任意に計測開始を決定することができる。そして、計測点でのアナログデータの取り込みは、リングカウンタのカウンタ値に基づいて行なわれるため、任意の一定間隔の割り込み処理の中でアナログ入力データを取り込める。データ取り込みの基準となる第２カウンタはリングカウンタであるため、サンプリング間隔を移動速度に同期させた形で一定とすることができる。さらに、センサからのアナログ入力データを取り込むタイミング・サンプリング間隔密度を任意に決定することができる。 The pulse input from the encoder can be counted by two counters, and the first counter can manage the absolute position of the measurement object and arbitrarily determine the start of measurement. Since the analog data acquisition at the measurement point is performed based on the counter value of the ring counter, the analog input data can be acquired in an interrupt process at an arbitrary fixed interval. Since the second counter serving as a reference for data capture is a ring counter, the sampling interval can be made constant in synchronization with the moving speed. Furthermore, the timing / sampling interval density for taking in the analog input data from the sensor can be arbitrarily determined.

そして、計測区間の開始位置の検出は、エンコーダの出力に基づいて行なわれるため、特別な位置検出センサが不要となるばかりでなく、データの取り込みも位置情報に基づいて行なわれる。このように、計測コントローラは、測定対象物の位置に同期してセンサからの測定データをサンプリングすることが可能であるため、正確に被測定対象物の状態分析が可能となる。さらに、センサが測定対象物をどのように走査しても正確に測定対象物の位置に対するデータの取得が可能である。また、高速アナログ入力手段を使用することで、割り込み処理内で入力値を変換しデータとして取り込むことができる。 Then, since the detection of the start position of the measurement section is performed based on the output of the encoder, not only a special position detection sensor is required, but also data acquisition is performed based on the position information. Thus, since the measurement controller can sample the measurement data from the sensor in synchronization with the position of the measurement object, the state of the measurement object can be accurately analyzed. Furthermore, it is possible to accurately acquire data for the position of the measurement object regardless of how the sensor scans the measurement object. In addition, by using high-speed analog input means, it is possible to convert input values in interrupt processing and take them as data.

この発明では、任意の一定間隔の割り込み処理の中でアナログ入力データを取り込めることができ、測定対象物の測定位置に同期した形でセンサからのデータを取り込むことができるので、測定対象物の位置と計測結果の関係を示す正確なデータを生成することができる。 In the present invention, analog input data can be captured in an interrupt process at an arbitrary interval, and data from the sensor can be captured in synchronization with the measurement position of the measurement object. It is possible to generate accurate data that shows the relationship between measurement results.

図２は、本発明の計測コントローラの一実施の形態の外観を示している。この計測コントローラ１０は、各モジュールへ電源を供給するための電源モジュール１１と、マスタモジュール１２と、計測モジュール１３と、エンドモジュール１４から構成される。１つのマスタモジュール１２に対し複数の計測モジュール１３を装着可能としている。マスタモジュール１２と計測モジュール１３は、共にユーザプログラムがインストールされ、それぞれがサイクリックに実行される。 FIG. 2 shows the appearance of an embodiment of the measurement controller of the present invention. The measurement controller 10 includes a power supply module 11 for supplying power to each module, a master module 12, a measurement module 13, and an end module 14. A plurality of measurement modules 13 can be attached to one master module 12. Both the master module 12 and the measurement module 13 are installed with user programs and are executed cyclically.

各モジュールを簡単に説明すると、電源モジュール１１は、計測コントローラ１０を構成する各モジュールに対し、電源供給をするモジュールである。計測モジュール１３は、実際に計測動作をおこなうモジュールである。マスタモジュール１２は、計測モジュール１３へのプログラミングを行うため周辺サービスを実施したり、計測したデータを上位コントローラ（図示省略）や表示器２２へ出力するモジュールである。エンドモジュール１４は、計測コントローラ１０の内部バス（モジュール内部バス）の終端機能を備え、モジュール間の通信を確実に行うためのモジュールである。 Briefly describing each module, the power supply module 11 is a module that supplies power to each module constituting the measurement controller 10. The measurement module 13 is a module that actually performs a measurement operation. The master module 12 is a module that performs peripheral services for programming the measurement module 13 and outputs measured data to a host controller (not shown) and the display 22. The end module 14 has a termination function for an internal bus (module internal bus) of the measurement controller 10 and is a module for reliably performing communication between modules.

マスタモジュール１２のシリアルポートＳＰ１にプログラミングツール２１を接続し、マスタモジュール１２のユーザプログラムは、そのプログラミングツール２１から直接マスタモジュール１２にアップロード・ダウンロードされ、計測モジュール１３のユーザプログラムは、プログラミングツール２１からマスタモジュール１２を経由してアップロード・ダウンロードがされる。また、マスタモジュール１２の別のシリアルポートＳＰ２には、表示器２２が接続される。 The programming tool 21 is connected to the serial port SP1 of the master module 12, the user program of the master module 12 is uploaded / downloaded directly from the programming tool 21 to the master module 12, and the user program of the measurement module 13 is downloaded from the programming tool 21. Upload / download is performed via the master module 12. The display 22 is connected to another serial port SP2 of the master module 12.

そして、マスタモジュール１２ならびに計測モジュール１３は、共にユーザプログラムがインストールされ、それぞれがそのユーザプログラムをサイクリックに実行する。計測のための外部機器であるエンコーダ２３やアナログセンサ（変位センサなど）２４は、計測モジュール１３に接続され、計測モジュール１３内で処理される。さらに、計測モジュール１３は、複数設置が可能であり、複数設置した場合には、それぞれの計測モジュール１３に入力されたユーザプログラムにてそれぞれが独立して高速に計測動作を行うことができる。この個々に計測されたデータは、マスタモジュール１２に集められ上位コントローラや表示器２２に表示する。 The master module 12 and the measurement module 13 are both installed with a user program, and each executes the user program cyclically. An encoder 23 and an analog sensor (such as a displacement sensor) 24 that are external devices for measurement are connected to the measurement module 13 and processed in the measurement module 13. Furthermore, a plurality of measurement modules 13 can be installed, and when a plurality of measurement modules 13 are installed, each of the measurement modules 13 can independently perform a high-speed measurement operation using a user program input to each measurement module 13. The individually measured data is collected in the master module 12 and displayed on the host controller or the display 22.

このように、本実施の形態では、計測処理と、周辺処理をそれぞれ別の計測モジュール１３とマスタモジュール１２に分けて別々に処理させるようにした。これにより、計測モジュール１３では、主に計測処理に関する処理を実行することにより、高速かつ高精度な計測処理を行えるようになる。 As described above, in the present embodiment, the measurement process and the peripheral process are divided into separate measurement modules 13 and master modules 12 to be processed separately. As a result, the measurement module 13 can perform high-speed and high-precision measurement processing mainly by executing processing related to measurement processing.

次に、上述した処理機能を実現するための具体的なモジュールの構成を説明する。図３はマスタモジュール１２のハードウェア構成を示しており、図４は計測モジュール１２のハードウェア構成を示している。各図に示すように、マスタモジュール１２，計測モジュール１３が、共にＭＰＵ１２ａ，１３ａと、ＲＯＭ１２ｂ，１３ｂと、ＲＡＭ１２ｃ，１３ｃを有し、各モジュール１２，１３のシステムソフトはＭＰＵ１２ａ，１３ａまたはＲＯＭ１２ｂ，１３ｂに格納される。また、このＲＯＭ１２ｂ，１３ｂは、たとえばフラッシュＲＯＭを用いることができ、ユーザにて作成されるユーザプログラムもこのＲＯＭ１２ｂ，１３ｂにバックアップ格納される。 Next, a specific module configuration for realizing the processing functions described above will be described. FIG. 3 shows the hardware configuration of the master module 12, and FIG. 4 shows the hardware configuration of the measurement module 12. As shown in each figure, the master module 12 and the measurement module 13 both have MPUs 12a and 13a, ROMs 12b and 13b, and RAMs 12c and 13c. The system software of the modules 12 and 13 is MPUs 12a and 13a or ROMs 12b and 13b. Stored in The ROMs 12b and 13b may be flash ROMs, for example, and user programs created by the user are also stored in the ROMs 12b and 13b as a backup.

各モジュール間は、モジュール間バス１０ａで繋がっており、エンドモジュール１４には、そのモジュール間バス１０ａを終端するバス接続終端機能が実装される。そして、計測モジュール１３には、モジュール間バスに接続される共有メモリ１３ｅを有し、マスタモジュール１２にはモジュール間バスに接続されるイベント送受用ＡＳＩＣ１２ｄが備えられている。このイベント送受用ＡＳＩＣ１２ｄはサイクルマスタモジュールがモーションコントロールモジュール１３内の共有メモリ１３ｆへアクセスする際にそのデータ送受を補間する機能を有し、サイクリックマスタモジュールはこのイベント送受用ＡＳＩＣ１２ｄを使用してゲートウェイとしての機能を成す。例えば上位コントローラやプログラミングツール２１などから計測モジュール１３宛にイベント，プログラム等が送られてきた場合に、対応する計測モジュール１３（モジュール番号などにより特定）の共有メモリ１３ｅに係るイベント等を格納する。また、計測モジュール１３は、共有メモリ１３ｅに格納されたデータを読み出してイベントに対するレスポンスとして外部の上位コントローラ１などへ返送する処理などを実行する。 The modules are connected by an inter-module bus 10a, and the end module 14 is provided with a bus connection termination function for terminating the inter-module bus 10a. The measurement module 13 includes a shared memory 13e connected to the inter-module bus, and the master module 12 includes an event transmission / reception ASIC 12d connected to the inter-module bus. The event transmission / reception ASIC 12d has a function of interpolating data transmission / reception when the cycle master module accesses the shared memory 13f in the motion control module 13, and the cyclic master module uses the event transmission / reception ASIC 12d as a gateway. As a function. For example, when an event, a program, or the like is sent from the host controller or programming tool 21 to the measurement module 13, the event related to the shared memory 13e of the corresponding measurement module 13 (specified by the module number or the like) is stored. In addition, the measurement module 13 executes a process of reading data stored in the shared memory 13e and returning it to the external host controller 1 or the like as a response to the event.

このモジュール間バスを介して伝送されるデータは、一般に容量が大きく伝送に時間がかかるため、計測モジュールにおけるサイクリックに行なわれる周辺サービスの時に行なうと、時間がかかり本来の計測処理に支障を来すおそれがあるが、本実施の形態では、計測処理を行なわないマスタモジュール１２が係るデータ転送を実行するため計測モジュール１３における計測処理に支障を生じない。 Since the data transmitted through the inter-module bus generally has a large capacity and takes a long time to transmit, it takes a long time to perform a peripheral service that is performed cyclically in the measurement module, which hinders the original measurement processing. However, in this embodiment, the master module 12 that does not perform the measurement process executes the data transfer, so that the measurement process in the measurement module 13 is not hindered.

さらに計測モジュール１３は、高速アナログ入力手段たるアナログ入力回路１３ｇと、パルス入力回路１３ｈを有し、それら各入力回路１３ｇ，１３ｈは、特殊Ｉ／Ｏポート１３ｉを介してエンコーダ２３や変位センサ２４などと接続される。ここでは、エンコーダ２３からのパルス出力は、パルス入力回路１３ｈに与えられ、ＡＳＩＣ１３ｆを介してＭＰＵ１３ａに与えられる。コンエンコーダ２３は、たとえば搬送コンベアの動力伝達系の所定位置に連結され、エンコーダの出力に基づき測定対象物の計測位置を示すための位置情報を取得する。また、変位センサ２４からの計測値（アナログ）は、アナログ入力回路１３ｇを介してＭＰＵ１３ａに与えられる。 Furthermore, the measurement module 13 has an analog input circuit 13g as a high-speed analog input means and a pulse input circuit 13h. Each of the input circuits 13g and 13h is provided with an encoder 23, a displacement sensor 24, etc. via a special I / O port 13i. Connected. Here, the pulse output from the encoder 23 is given to the pulse input circuit 13h, and then given to the MPU 13a via the ASIC 13f. The con encoder 23 is connected to a predetermined position of a power transmission system of the conveyor, for example, and acquires position information for indicating the measurement position of the measurement object based on the output of the encoder. The measurement value (analog) from the displacement sensor 24 is given to the MPU 13a via the analog input circuit 13g.

さらに、マスタモジュール１２，計測モジュール１３は、外部Ｉ／ＦとしてＩ／Ｏポート１２ｊ，１３ｊを有し、そのＩ／Ｏポート１２ｊ，１３ｊに接続された機器とＭＰＵ１２ａ，１３ａとの間でデータの送受が可能となる。 Further, the master module 12 and the measurement module 13 have I / O ports 12j and 13j as external I / Fs, and data is transmitted between the devices connected to the I / O ports 12j and 13j and the MPUs 12a and 13a. Sending and receiving is possible.

各モジュールの基本的な構成は、上述した通りである。図５は、本発明の要部となる計測モジュール１３における本発明の計測機能を実現するためのハードウェア構成部分の詳細を示している。図に示すように、２つの高速カウンタたるハードウェアカウンタ（第１カウンタ３０，第２カウンタ３１）と、その第１，第２カウンタ３０，３１との比較一致検出が可能なコンペアレジスタ３０ａ，３１ａを設けた。そして、この外部のエンコーダ２３などを接続するパルス入力回路１３ｈから与えられるパルスをこれら第１，第２カウンタ３０，３１に並行して入力されるようにする。 The basic configuration of each module is as described above. FIG. 5 shows the details of the hardware components for realizing the measurement function of the present invention in the measurement module 13 which is the main part of the present invention. As shown in the figure, hardware registers (first counter 30 and second counter 31), which are two high-speed counters, and compare registers 30a and 31a capable of comparing and detecting the first and second counters 30 and 31 are provided. Provided. Then, a pulse given from the pulse input circuit 13h connected to the external encoder 23 or the like is inputted to the first and second counters 30 and 31 in parallel.

第１カウンタ３０は、リニアカウンタを構成し、第２カウンタ３１は、リングカウンタを構成する。そのリングカウンタのカウント値に対して任意に割り込み処理を起動する一致割り込み部３２を設けている。これら第１，第２カウンタ３０，３１並びにそれに付随するコンペアレジスタ３０ａ，３１ａと一致割り込み部３２は、ＡＳＩＣ１３ｆにより実現される。 The first counter 30 constitutes a linear counter, and the second counter 31 constitutes a ring counter. A coincidence interrupt unit 32 is provided for arbitrarily starting interrupt processing for the count value of the ring counter. The first and second counters 30, 31 and the accompanying compare registers 30a, 31a and the coincidence interrupt unit 32 are realized by the ASIC 13f.

このように、エンコーダ２３の出力を２つのカウンタ３０，３１に与えることによりカウントアップされたカウント値に基づき、以下のようにして測定対象物の所望の位置の計測値を変位センサ２４で計測できる。すなわち、図６に示すように、エンコーダ２３からのパルス出力は、測定対象物１の移動距離に対応し、１つパルスが出力されるごとに単位距離だけ測定対象物１が移動する。 Thus, based on the count value counted up by giving the output of the encoder 23 to the two counters 30 and 31, the measurement value at the desired position of the measurement object can be measured by the displacement sensor 24 as follows. . That is, as shown in FIG. 6, the pulse output from the encoder 23 corresponds to the moving distance of the measuring object 1, and the measuring object 1 moves by a unit distance every time one pulse is output.

従って、リニアカウンタである第１カウンタ３０のカウンタ値から測定対象物１の全体での絶対位置を監視する。つまり、この第１カウンタ３０のカウンタ値を監視することにより、計測区間の開始位置や終了位置を正確に検出できる。第２カウンタ３１は任意のサイズのリングカウンタとして利用できるようになっており、第１カウンタ３０により計測区間に入ることにより起動される。 Therefore, the absolute position of the entire measuring object 1 is monitored from the counter value of the first counter 30 which is a linear counter. That is, by monitoring the counter value of the first counter 30, the start position and end position of the measurement section can be accurately detected. The second counter 31 can be used as a ring counter of an arbitrary size, and is activated when the first counter 30 enters the measurement section.

また、リングカウンタである第２カウンタ３１は、設定されたカウンタ値に一致するとＭＰＵ１３ａに割り込み信号が出力されるので、１サイクル当たり１回のタイミング信号が出力されることになる。そこで、計測中のサンプリングタイミング生成用のカウンタ（サンプリングカウンタ）として使用する。 The second counter 31 that is a ring counter outputs an interrupt signal to the MPU 13a when it matches the set counter value, and therefore outputs a timing signal once per cycle. Therefore, it is used as a counter (sampling counter) for generating sampling timing during measurement.

つまり、計測区間でのサンプリング間隔はこの第２カウンタ３１のリングカウンタサイズにより決定され、分解能が必要であればリングサイズが小さくなり、分解能が必要なければリングサイズを大きくすればよい。第１カウンタ３０と第２カウンタ３１は同じパルス入力をカウントしているため、測定対象物１の絶対位置と一致しており測定点として決められたポイントで計測が可能となる。また、第１カウンタ３０にて絶対位置を管理することができるため、計測区間の検出に別途センサを用意する必要もなくなる。さらに、変位センサ２４のサンプリングは、測定対象物１の計測区間を検出する第１カウンタ３０とは別に用意された第２カウンタ３１の出力に基づいて設定されるため、その間隔を任意に設定できるので、所望の位置の状態を計測できる。 In other words, the sampling interval in the measurement section is determined by the ring counter size of the second counter 31. If the resolution is required, the ring size is reduced, and if the resolution is not required, the ring size is increased. Since the first counter 30 and the second counter 31 count the same pulse input, they coincide with the absolute position of the measurement object 1 and can be measured at points determined as measurement points. In addition, since the absolute position can be managed by the first counter 30, it is not necessary to prepare a separate sensor for detecting the measurement section. Furthermore, since the sampling of the displacement sensor 24 is set based on the output of the second counter 31 prepared separately from the first counter 30 that detects the measurement section of the measuring object 1, the interval can be arbitrarily set. Therefore, the state of a desired position can be measured.

この第２カウンタ３１のカウンタ値による割り込みに基づく計測値の取り込みは、以下のようになる。つまり、図７に示すように、第２カウンタ３１のリングカウンタに対して任意のポイントＰで比較一致がとれるようになっており、そのポイントＰを通過するとシステム（ＭＰＵ１３ａ）に割込みが発生するようになっている。そこで、ＭＰＵ１３ａは、割込みが発生するとその割込み処理内でアナログ入力の変換を実施し、変換した結果を指定された任意のメモリ（ＲＡＭ１３ｃ）に格納していく。これを第２カウンタ３１の割込みが発生する毎に繰返し、測定区間内の測定点における計測値をストレージすることができる。 Incorporation of the measurement value based on the interruption by the counter value of the second counter 31 is as follows. That is, as shown in FIG. 7, a comparison match can be obtained at an arbitrary point P with respect to the ring counter of the second counter 31, and an interrupt is generated in the system (MPU 13a) when the point P is passed. It has become. Therefore, when an interrupt occurs, the MPU 13a performs analog input conversion within the interrupt processing, and stores the converted result in a designated arbitrary memory (RAM 13c). This is repeated every time the second counter 31 is interrupted, and the measurement values at the measurement points in the measurement section can be stored.

そして、係る処理を行なうためのＭＰＵ１３ａは、以下に示す機能を備える。まず、ＭＰＵ１３ａは、任意に各カウンタ３０，３１の読出し・書込みや、コンペアレジスタ３０ａ，３１ａへの書込み・読出しが可能となっている。そして、リングカウンタとして使用する第２カウンタ３１のコンペアレジスタ３１ａからの一致信号がＭＰＵ１３ａの割込み入力（ＩＲＱ）に接続されており、任意に設定された測定点に合致するごとにＭＰＵ１３ａに割込みが掛かるようになっている。 And MPU13a for performing the process concerned is provided with the function shown below. First, the MPU 13a can arbitrarily read / write the counters 30, 31 and write / read to / from the compare registers 30a, 31a. The coincidence signal from the compare register 31a of the second counter 31 used as a ring counter is connected to the interrupt input (IRQ) of the MPU 13a, and the MPU 13a is interrupted every time it matches an arbitrarily set measurement point. It is like that.

そして、ＭＰＵ１３ａは、図８に示すフローチャートを実行する機能を備える。すなわち、係る割込みが入ると（Ｓ１１）、サンプリングカウンタ（第２カウンタ３１）からの割り込みか否かを判断する（Ｓ１２）。 The MPU 13a has a function of executing the flowchart shown in FIG. That is, when such an interrupt is received (S11), it is determined whether or not the interrupt is from the sampling counter (second counter 31) (S12).

サンプリングカウンタ（第２カウンタ３１）からの割り込みでない場合には、この処理は終了し、第２カウンタ３１からの回り込みの場合には、アナログ入力回路１３ｇより与えられる変換値を読出し（Ｓ１３）、読み出して取得した変換値をＲＡＭ１３ｃの格納先へセットする（Ｓ１４）。その後、指定データ数を１減算するとともに格納先ポインタを１インクリメントし（Ｓ１５）、指定データ数だけ格納したかを判断する（Ｓ１６）。この判断は、例えば、指定データ数が０になったか否かにより判断できる。指定データ数を格納していない場合には、次の割り込み命令にともないアナログ入力値を取得する必要があるので、そのまま割り込み処理を終了する。一方、指定データ数を取得した場合には、今回の計測区間での必要な計測値は全て収集したことになるのでＳ１７に飛び、一致割り込み部３２における比較処理を停止し、今回の割り込み処理を終了する。 If it is not an interrupt from the sampling counter (second counter 31), this process is terminated, and if it is a wraparound from the second counter 31, the conversion value given from the analog input circuit 13g is read (S13) and read. The conversion value acquired in this way is set in the storage location of the RAM 13c (S14). Thereafter, the designated data number is decremented by 1 and the storage destination pointer is incremented by 1 (S15), and it is determined whether the designated number of data has been stored (S16). This determination can be made based on, for example, whether or not the number of designated data has become zero. If the specified number of data is not stored, it is necessary to acquire an analog input value in response to the next interrupt instruction, so the interrupt processing is terminated as it is. On the other hand, when the specified number of data is acquired, all necessary measurement values in the current measurement section have been collected, so the process jumps to S17 to stop the comparison process in the coincidence interrupt unit 32 and execute the current interrupt process. finish.

これにより、図９に示すように、ＲＡＭ１３ｃには計測値が時系列データとして格納されることになる。サンプリング完了した後この格納データ（サンプリングデータ）を利用してグラフ化したり、ピーク・ボトム値を検索して引き出したりすることができる。また、パルス入力によるカウント値一致で割込みが発生するしくみとしたため、計測対象物１の移動速度が変化してもその動作に同期して的確に測定点での計測が可能である。 As a result, as shown in FIG. 9, the measured values are stored in the RAM 13c as time series data. After the sampling is completed, the stored data (sampling data) can be used to graph, or the peak / bottom values can be retrieved and extracted. Further, since the interrupt is generated when the count value coincides with the pulse input, even when the moving speed of the measurement object 1 changes, the measurement at the measurement point can be accurately performed in synchronization with the operation.

なお、上述したフローチャートに基づく機能では、指定データ数を格納することを条件に割り込みを停止するようにしたが、第１カウンタ３０のカウンタ値に基づき計測終了位置に来たことを認識した場合に割り込み処理を停止する（第２カウンタ３１の動作を停止する）ようにしてもよい。 In the function based on the flowchart described above, the interruption is stopped on condition that the specified number of data is stored. However, when it is recognized that the measurement end position is reached based on the counter value of the first counter 30. The interrupt process may be stopped (the operation of the second counter 31 is stopped).

計測モジュール１３全体の動作は、図１０に示すフローチャートのようになっている。すなわち、各モジュールは、電源ＯＮに伴う初期化処理（Ｓ２１）を実行後、まずモジュールは、周辺処理を行なう（Ｓ２２）。次いで、状態別処理（Ｓ２３）として、ラダー図に基づくユーザプログラムを演算処理し、サイクルタイムを算出後、自己のＩ／Ｏリフレッシュを行なう。そして、周辺サービス処理を実行する（Ｓ２４）。周辺サービス処理は、例えば、モジュール間バス１０ａを用いて行なわれる他のモジュールとの間でのデータ転送等がある。この処理は頻繁に行なわれることはないので、通常はすぐにＳ２２に戻り、共通処理を行なう。そして、サンプリングカウンタ（第２カウンタ３１）からの割り込み命令が入ると、図８に示したフローチャートに従い割り込みをする。 The overall operation of the measurement module 13 is as shown in the flowchart of FIG. That is, after each module performs an initialization process (S21) associated with power-on, the module first performs a peripheral process (S22). Next, as the state-specific processing (S23), the user program based on the ladder diagram is arithmetically processed, and after calculating the cycle time, the self I / O refresh is performed. Then, peripheral service processing is executed (S24). Peripheral service processing includes, for example, data transfer with other modules performed using the inter-module bus 10a. Since this process is not frequently performed, the process usually returns immediately to S22 and the common process is performed. When an interrupt instruction is input from the sampling counter (second counter 31), an interrupt is made according to the flowchart shown in FIG.

また、この計測コントローラ１０は、汎用コントローラであるため測定データをもとに即計測結果を出力したり出力制御に利用したりすることも可能となる。つまり、周辺サービス処理により、計測結果をマスタモジュール１２に送り、そのマスタモジュール１２に接続された表示器２２に測定結果を出力表示したり、そのマスタモジュール１２から別のコントローラに送ることにより、計測結果に基づく制御が行える。係る制御の一例としては、測定対象物１の表面の凹凸状況から品質を判定し、不良品であれば廃棄する処理をしたりすることがある。また、計測モジュール１３もユーザプログラムが実装され、そのユーザプログラムをサイクリックに実行するため、たとえば、計測結果に基づく出力データを計測モジュールのＩ／Ｏポート１０ｊに接続したＩＯ機器に対し出力し、そのＩＯ機器の動作を制御するようにしてもよい。 Further, since the measurement controller 10 is a general-purpose controller, it is possible to immediately output a measurement result based on measurement data or use it for output control. In other words, the measurement result is sent to the master module 12 by peripheral service processing, and the measurement result is output and displayed on the display 22 connected to the master module 12 or sent from the master module 12 to another controller. Control based on the result can be performed. As an example of such control, there is a case in which the quality is determined from the unevenness state of the surface of the measurement object 1 and the product is discarded if it is defective. In addition, the measurement module 13 is also mounted with a user program and cyclically executes the user program. For example, output data based on the measurement result is output to an IO device connected to the I / O port 10j of the measurement module. The operation of the IO device may be controlled.

次に、割り込み命令を実施するための動作設定について説明する。まず、サンプリングカウンタ（第２カウンタ３１）への割込み起動設定手段として、図１１に示す専用命令を使用する。この専用命令にて、サンプリングカウンタに対する任意の設定値および割込みにてサンプリングしたデータをメモリへ格納する格納先先頭アドレスと格納するデータ数を指定する。システムの割込み処理としては、割込みが発生する毎に指定されたメモリ上の格納先より順に格納していき、指定されたサンプリングデータ数分データの格納が完了すれば、自動でサンプリング動作を終了（リングカウンタからの割込みを禁止）するように動作する。ここで設定するデータ数に基づき、図８のＳ１６分岐判が行なわれる。 Next, the operation setting for executing the interrupt instruction will be described. First, a dedicated instruction shown in FIG. 11 is used as an interrupt activation setting means for the sampling counter (second counter 31). With this dedicated instruction, an arbitrary set value for the sampling counter and a storage destination head address for storing data sampled by an interrupt and the number of data to be stored are designated. As interrupt processing of the system, every time an interrupt occurs, data is stored in order from the specified storage location on the memory, and when data storage for the specified number of sampling data is completed, the sampling operation is automatically terminated ( It operates to prohibit interrupts from the ring counter). Based on the number of data set here, S16 branching of FIG. 8 is performed.

また、サンプリングの間隔（分解能）を指定するためにリングカウンタのリング最大値を変更することにより行なうが、これは図１２に示す専用命令を使用することにより行なう。 Further, in order to designate the sampling interval (resolution), the ring maximum value of the ring counter is changed. This is performed by using a dedicated instruction shown in FIG.

さらに、サンプリング動作を指定したデータ数分の取得を完了するまえに中断（サンプリング（比較）停止）したい場合には、図１３に示す専用命令を使用して行なう。つまり、サンプリング動作および格納されたサンプリングデータ数はプログラムより参照可能な変数エリアに反映されるようになっており、その専用命令でサンプリング動作を中断しても格納済みであるデータ数量は参照できるようになっている。これらのプログラムは、プログラミングツール２１により、マスタモジュール１２経由で計測モジュール１３にダウンロードする。 Furthermore, when it is desired to interrupt (sampling (comparison) stop) the sampling operation before acquisition of the designated number of data is completed, the dedicated instruction shown in FIG. 13 is used. In other words, the sampling operation and the number of stored sampling data are reflected in the variable area that can be referred to by the program, and the stored data quantity can be referenced even if the sampling operation is interrupted by the dedicated instruction. It has become. These programs are downloaded to the measurement module 13 via the master module 12 by the programming tool 21.

図１４は、計測モジュール１３内に実装されるユーザプログラムの一例を示している。この例で示したプログラムは、まず、メインプログラムにてサンプリングの分解能となるサンプリングカウンタのリング値登録と測定対象物上の複数の計測開始点を登録する比較命令（ここではＣＴＢＬ命令）を実行する。そして、メインプログラムで実行された比較命令により、計測開始点（位置）に到達すると割込みサブルーチン１，２が起動され、その割込みサブルーチンの中で実際に計測動作を行うサンプリングカウンタ（第２カウンタ３１）への設定値登録とサンプリング起動のための割込みを起動する。 FIG. 14 shows an example of a user program installed in the measurement module 13. The program shown in this example first executes a comparison instruction (in this case, a CTBL instruction) for registering a ring value of a sampling counter as a sampling resolution and registering a plurality of measurement start points on a measurement object in the main program. . Then, when the measurement start point (position) is reached by the comparison instruction executed in the main program, the interrupt subroutines 1 and 2 are activated, and the sampling counter (second counter 31) that actually performs the measurement operation in the interrupt subroutine. Starts an interrupt for registering the set value to and starting sampling.

割込みサブルーチン１，２は計測開始点に到達すると一度だけ実行され、後は割込みサブルーチン内にて実行された比較命令によりサンプリング割り込みがシステム処理にて実行され、登録されたサンプリングデータ数分のデータのサンプリングが終わると自動的にシステムの割込み処理も停止するようになる。 The interrupt subroutines 1 and 2 are executed only once when the measurement start point is reached, and thereafter, sampling interrupts are executed in the system processing by the comparison instruction executed in the interrupt subroutine. When sampling is completed, the system interrupt processing is automatically stopped.

以上要約すると、汎用コントローラにセンサからのアナログ出力データを高速に取り込むことができるアナログ入力Ｉ／Ｆとエンコーダからの出力を同時にカウントできる２つの高速カウンタ機能（第１，第２カウンタ）を搭載し、一方の高速カウンタ（第２カウンタ）をリングカウント動作させることにより任意の一定間隔の割り込み処理の中でアナログ入力データを取り込めるようにする。 In summary, the general-purpose controller is equipped with two high-speed counter functions (first and second counters) that can simultaneously count the analog input I / F that can take in the analog output data from the sensor and the output from the encoder. Then, one high-speed counter (second counter) is caused to perform a ring count operation so that analog input data can be captured in interrupt processing at an arbitrary fixed interval.

これにより測定対象物の測定位置に同期した形でセンサからのデータを取り込むことができ測定対象物の位置と計測結果の関係を示すデータを生成することができる。そして、ユーザはこの位置と計測結果のデータにより製品の品質検査結果や他の制御をするための入力データとしてユーザの用途に合わせて利用できる。
また、上述した実施の形態では、マスタモジュールと計測モジュールを別のユニットとして構成したが、それらの機能を同一のユニットにより実現してももちろん良い。 As a result, data from the sensor can be taken in synchronization with the measurement position of the measurement object, and data indicating the relationship between the position of the measurement object and the measurement result can be generated. The user can use the position and measurement result data as input data for product quality inspection results and other control in accordance with the user's application.
In the above-described embodiment, the master module and the measurement module are configured as separate units, but those functions may be realized by the same unit.

計測アプリケーションの一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of a measurement application. 本発明の計測コントローラの一実施の形態を示す外観図である。It is an external view which shows one Embodiment of the measurement controller of this invention. マスタモジュールの内部構造を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of a master module. 計測モジュールの内部構造を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of a measurement module. 計測モジュールの本発明の要部に対応する機能を示す詳細なブロック図である。It is a detailed block diagram which shows the function corresponding to the principal part of this invention of a measurement module. 動作原理を説明する図である。It is a figure explaining an operation principle. 割り込み処理を説明する図である。It is a figure explaining an interruption process. ＭＰＵ１３ａにおける割り込み機能を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the interruption function in MPU13a. ＲＡＭ１３ｃ（データメモリ）に格納されたサンプリングデータのデータ構造の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the data structure of the sampling data stored in RAM13c (data memory). 計測モジュールの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of a measurement module. サンプリングカウンタ（第２カウンタ）の動作を設定するために使用する専用命令の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the exclusive command used in order to set operation | movement of a sampling counter (2nd counter). サンプリングカウンタ（第２カウンタ）の動作を設定するために使用する専用命令の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the exclusive command used in order to set operation | movement of a sampling counter (2nd counter). サンプリングカウンタ（第２カウンタ）の動作を設定するために使用する専用命令の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the exclusive command used in order to set operation | movement of a sampling counter (2nd counter). 計測モジュールで実行されるユーザプログラムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the user program performed with a measurement module.

Explanation of symbols

１０計測コントローラ
１１電源モジュール
１２マスタモジュール
１３計測モジュール
１３ａＭＰＵ
１３ｃＲＡＭ（データメモリ）
１３ｇアナログ入力回路
１３ｈパルス入力回路
１４エンドモジュール
２１プログラミングツール
２２表示器
２３エンコーダ
２４変位センサ
３０第１カウンタ
３０ａコンペアレジスタ
３１第２カウンタ
３１ａコンペアレジスタ
３２一致割り込み部 10 Measurement Controller 11 Power Supply Module 12 Master Module 13 Measurement Module 13a MPU
13c RAM (data memory)
13g Analog input circuit 13h Pulse input circuit 14 End module 21 Programming tool 22 Display 23 Encoder 24 Displacement sensor 30 First counter 30a Compare register 31 Second counter 31a Compare register 32 Match interrupt section

Claims

An analog input means for taking in analog data from the sensor, a first counter for counting based on pulses given from the encoder,
A second counter comprising a ring counter that counts the pulses in parallel with the first counter;
A function of recognizing the measurement start position of the measurement object based on the counter value of the first counter;
A measurement controller having a function of generating an interrupt based on a count value of the second counter and storing analog data acquired by the analog input means in a data memory during the interrupt process.

The measurement controller according to claim 1, wherein the ring maximum value and interrupt generation timing of the second counter are arbitrarily set.

3. The measurement controller according to claim 1, wherein the count operation of the second counter is started on the condition that the measurement start position is reached from the counter value of the first counter. 4.

4. The measurement controller according to claim 3, wherein the second counter is configured to stop the counting operation on the condition that a preset number of data has been acquired after starting the counting operation. 5.

The measurement controller according to claim 3, wherein the counting operation is stopped on the condition that the measurement end position of the measurement object is recognized based on the counter value of the first counter.