JP2006304174A - センサアンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 例えば部品の引っ掛かりを検出する光センサの出力に従ってエアブロアを駆動するに際し、高価なプログラマブルコントローラを用いることなく簡易に、しかも確実にその作動を制御することのできるセンサアンプを提供する。
【解決手段】 光センサの出力のオン継続時間が設定時間を超えたときに制御信号を出力すると共に、制御信号を出力した後にもセンサ出力のオン状態が継続するときには制御信号を繰り返し出力する。好ましくはセンサ出力を受けて動作するオンディレイタイマと、このオンディレイタイマの出力信号を受けて制御信号を生成するワンショット回路とを備える。特にオンディレイタイマを、センサ出力がオンとなったときに計時動作を開始して設定時間経過後に出力信号を生成すると共に、ワンショット回路が生成する制御信号を受けて初期化されて再び上記計時動作を開始するように構成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば部品搬送供給装置上での物品の目詰まりを光学的に検出する光センサの出力から、目詰まりを生じた物品に圧縮空気を吹き付ける等して上記部品搬送供給装置上から排除する排除機構を駆動する制御信号を生成するに好適なセンサアンプに関する。

回路基板に対する表面実装用の抵抗器や半導体等のチップ部品を連続して供給する部品搬送供給装置（パーツフィーダ等）は、例えば図１に示すように概略的には回転振動を利用したロータリパーツフィーダ１と、直線振動パーツフィーダ２とを備えて構成される。そしてロータリパーツフィーダ１の中央部（ボウル部）に供給された大量のチップ部品Ａを該ロータリパーツフィーダ１の遠心力を利用してその外周縁部に整列させながら一方向に向けて送り込み、整列させたチップ部品Ａを１個ずつ順に直線振動パーツフィーダ２に載せ替えることで、ベルトコンベア３に載置されて搬送される回路基板Ｂに向けて順次搬送するものとなっている（例えば特許文献１を参照）。

尚、上記ロータリパーツフィーダ１には、その外周縁部に整列させたチップ部品３の上下面の向きやその整列方向を検査するための光センサ４,５が設けられ、また直線振動パーツフィーダ２にはチップ部品Ａの満杯状態を検出するための光センサ６が設けられる。更には前記ロータリパーツフィーダ１と直線振動パーツフィーダ２との連結部分にはチップ部品Ａの目詰まりを検出するための光センサ７が設けられている。そして光センサ７によりチップ部品Ａの引っ掛かり（目詰まり）が検出されたとき、エアブロア８を駆動して上記チップ部品Ａに圧縮空気を吹き付けることで該チップ部品Ａを前記ロータリパーツフィーダ１と直線振動パーツフィーダ２との連結部から排除する（吹き飛ばす）ものとなっている。
特開平７−２８５６５１号公報

ところで前記光センサ７は、ロータリパーツフィーダ１と直線振動パーツフィーダ２との連結部にチップ部品Ａが存在することを光学的に検出するだけである。そこで従来においては光センサ７の出力がオンとなったとき（チップ部品Ａの存在が検出されたとき）、専ら、プログラマブルコントローラの制御の下で前記エアブロア８を駆動している。具体的にはプログラマブルコントローラにて、例えばセンサ出力のオン継続時間を監視し、所定時間に亘ってオン状態が継続したときに前記エアブロア８を一定時間に亘って作動させるようにしている。

しかしプログラマブルコントローラは、一般的に高価である。しかもセンサ出力は、チップ部品Ａが上記連結部を定常的に通過するときにも変化し、また一時的な引っ掛かりを伴いながら通過するときにも変化する。これ故、チップ部品Ａが真に引っ掛かって目詰まりを起こし、これを排除する必要がある場合にだけエアブロア８を駆動するには、プログラマブルコントローラにおける引っ掛かり検出アルゴリズム（動作プログラム）を種々工夫することが必要となる。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、例えば部品の引っ掛かりを検出する光センサの出力に従ってエアブロアを駆動するに際し、高価なプログラマブルコントローラを用いることなく簡易に、しかも確実にその作動を制御することのできるセンサアンプを提供することにある。

上述した目的を達成するべく本発明に係るセンサアンプは、物体の存在を光学的に検出する光センサにより求められるセンサ出力のオン継続時間が予め設定した時間を超えたときに制御信号を出力するものであって、
前記制御信号を出力した後にも前記センサ出力のオン状態が継続するとき、前記制御信号を繰り返し出力するようにしたことを特徴としている。

好ましくは請求項２に記載するように前記センサアンプは、前記センサ出力を受けて動作するオンディレイタイマと、このオンディレイタイマの出力信号を受けて所定時間幅の制御信号を生成するワンショット回路とを具備して構成され、特に前記オンディレイタイマは、前記センサ出力がオンとなったときに計時動作を開始して予め設定した時間経過後に出力信号を生成すると共に、前記ワンショット回路が生成する制御信号を受けて初期化されて再び上記計時動作を開始することを特徴としている。

ちなみに前記センサ出力は、請求項３に記載するように搬送路上の物品を光学的に検出する光センサからの物品検出信号であって、前記制御信号は上記搬送路上から物品を排除する排除機構に対する駆動信号として用いられる。

上述した構成のセンサアンプによれば、センサ出力がオン状態となり、そのオン状態が予め設定した時間に亘って継続したときに制御信号が出力され、その後も上記センサ出力のオン状態が継続する場合には、上記制御信号が繰り返し出力されるので、単にセンサ出力のオン継続時間を監視するだけでその出力制御を簡易に実行することができる。しかもセンサアンプを、前記センサ出力を受けて動作するオンディレイタイマと、このオンディレイタイマの出力信号を受けて所定時間幅の制御信号を生成するワンショット回路とにより構成することができるので、高価なプログラマブルコントローラを用いることなく安価にセンサアンプを構築することができる。

しかも前記オンディレイタイマを、前記センサ出力がオンとなったときに計時動作を開始して予め設定した時間経過後に出力信号を生成すると共に、前記ワンショット回路が生成する制御信号を受けて初期化されて再び上記計時動作を開始するように構成するだけで上述した制御信号を繰り返して出力することができるので、センサアンプの構成およびその制御アルゴリズムの簡素化を図ることが可能となる。

特にセンサ出力が搬送路上の物品の引っ掛かりを光学的に検出する光センサからの物品検出信号であるとき、前記制御信号を上記搬送路上から物品を排除する排除機構に対する駆動信号として用いれば、搬送路を定常的に通過する物品や、一時的に引っ掛かりを生じただけの物品に対しては制御信号が発せられることがない。そして搬送路上で引っ掛かりを生じた物品が排除されるまで前記排除機構に対する駆動信号（制御信号）が繰り返し出力されることになるので、簡易にして確実に上記物品を排除することが可能となる等の効果が奏せられる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係るセンサアンプついて、部品搬送供給装置（パーツフィーダ等）におけるチップ部品の引っ掛かりを光学的に検出する光センサの出力から、引っ掛かりを生じたチップ部品に圧縮空気を吹き付けてその搬送路上から排除する排除機構（エアブロウ）を駆動する制御信号を生成する場合を例に説明する。
図１に示したようにこの種の部品搬送供給装置においては、その搬送路上におけるチップ部品Ａの引っ掛かりを検出するセンサとして光センサ７が用いられる。そしてこの光センサ７を用いてチップ部品Ａの存在が確認されたとき、センサアンプ等においてはそのセンサ出力がオン［正論理でＨ］となることを利用してエアブロウ８を駆動する制御信号を生成するように構成される。

このようなセンサアンプにおいて、本発明が特徴とするところは上記光センサ７の出力（センサ出力）のオン継続時間Ｔonが予め設定した時間Ｔsetを超えたとき、エアブロウ８を駆動するための制御信号Ｄrivを出力し、更に上記制御信号Ｄrivを出力した後にも前記センサ出力のオン状態が継続するときには前記制御信号Ｄrivを繰り返し出力するようにした点にある。

具体的にはこの実施形態に係るセンサアンプは、図２にその概略構成を示すように、前記センサ出力を受けて動作するオンディレイタイマ１１と、このオンディレイタイマ１１の出力信号を受けて所定時間幅の制御信号Ｄrivを生成するワンショット回路１２とを備えて構成される。そして前記オンディレイタイマ１１においては、例えば前記センサ出力がオンとなったときに計時動作を開始して予め設定した時間（Ｔset）の経過後に出力信号を生成すると共に、この出力信号を受けて前記ワンショット回路１２が生成する制御信号Ｄrivを受けて初期化（リセット）されて再び上記計時動作を開始することで、前記センサ出力がオン状態を継続しているときには繰り返し出力信号を生成し、これによって前記ワンショット回路１２に前記制御信号Ｄrivを繰り返し生成させるようにしたことを特徴としている。

上述したように機能するオンディレイタイマ１１は、例えば簡単な構成のものとしては抵抗とコンデンサとにより構成されてセンサ出力がオン状態のときに積分動作する積分回路と、その出力レベル（積分値）を判定して出力信号を生成する比較器、および上記積分回路のリセット回路とを備えて実現される。或いは上記オンディレイタイマ１１は、前記センサ出力がオン状態のときに所定周波数のクロックをプリセット値まで計数するカウンタと、そのリセット回路とにより構成される。

この場合には、例えば上記カウンタのキャリーオーバ信号を出力信号とすれば良い。また前記リセット回路については、センサ出力がオフ状態に遷移したときに積分回路またはカウンタをリセットすると共に、モノマルチバイブレータ等により実現されるワンショット回路１２が生成出力する前記制御信号Ｄrivの立ち上がり、または立ち下がりを検出して上記積分回路またはカウンタをリセットするように構成すれば十分である。

尚、上記オンディレイタイマ１１に予め設定する時間Ｔsetは、部品整送装置（パーツフィーダ）における部品搬送速度等の仕様にもよるが、例えば５〜１０秒程度とし与えるようにすれば良い。また制御信号Ｄrivについては前述したエアブロウ８の性能（仕様）にもよるが、例えば０.５〜１秒程度として設定すれば十分である。また制御信号Ｄrivを繰り返し出力する周期については、ここでは上記設定時間Ｔsetを基準として定めるものとなっているが、設定時間Ｔsetとは独立に設定することも勿論可能である。

かくして上述した如く構成されたセンサアンプによれば、図３にその動作タイミングを示すように光センサ７によるセンシング部位をチップ部品Ａが通過する都度、センサ出力がオン状態に変化しても、チップ部品Ａが定常的に搬送されている場合にはその通過時間が短いのでセンサ出力のオン継続時間Ｔonが短い。従ってセンサ出力のオン継続時間Ｔonが前述した設定時間Ｔsetを越えることがないのでオンディレイタイマ１１は出力信号を生成してワンショット回路１２を駆動することがなく、故にワンショット回路１２はエアブロウ８を駆動する制御信号Ｄrivを生成出力することもない。

しかしチップ部品Ａに引っ掛かりが生じ、これに伴ってセンサ出力のオン継続時間Ｔonが長くなると、その継続時間が前述した設定時間Ｔsetを越えた時点でオンディレイタイマ１１は出力信号を発生する。すると図３のタイミングｔ1に示すように上記出力信号を受けてワンショット回路１２が制御信号Ｄrivを生成し、エアブロウ８を駆動する。そしてこのエアブロウ８の駆動により搬送路に引っ掛かっていたチップ部品Ａが吹き飛ばされて該搬送路上から排除されると、これに伴ってタイミングｔ2に示すようにセンサ出力がオフ状態に遷移するのでオンディレイタイマ１１がリセットされ、その後、制御信号Ｄrivが繰り返し生成出力されることがなくなる。

これに対してチップ部品Ａに引っ掛かりが生じ、これに伴ってセンサ出力のオン継続時間Ｔonが長くなり、前述したようにワンショット回路１２にて制御信号Ｄrivを生成出力してエアブロウ８を駆動したにも拘わらずチップ部品が排除されない場合には、図４に示すようにセンサ出力のオン状態が長時間に亘って継続する。するとオンディレイタイマ１１は、ワンショット回路１２が生成した制御信号Ｄrivを受けてリセットされて前述した積分回路またはカウンタによる計時動作を再度開始することになる。そしてセンサ出力オン状態が更に設定時間Ｔset以上に亘って継続すると、オンディレイタイマ１１は再度出力信号を生成してワンショット回路１２を駆動することになる。この結果、ワンショット回路１２から再び制御信号Ｄrivが出力されてエアブロウ８が駆動されることになる。つまりセンサ出力のオン状態が継続する限り、図４に示すように制御信号Ｄrivが繰り返し生成出力されることになる。そしてこのエアブロウ８の繰り返し駆動により、搬送路上で引っ掛かりを生じたチップ部品Ａの確実な排除が行われることになる。

尚、制御信号Ｄrivの繰り返し出力回数が予め設定した管理回数を越えた場合、エアブロウ８による圧縮空気の吹き付けによるチップ部品Ａの自動排除が困難であると判断し、例えば警報を発する等してチップ部品Ａの手動排除を促すようにしても良い。この場合、上記制御信号Ｄrivの出力回数を計数するだけで、チップ部品Ａの排除処理が確実に行われているか否かを判断することが可能となるので、その制御系を簡易に構築することができる等の２次的な効果が奏せられる。

このように本発明に係るセンサアンプによれば、センサ出力のオン継続時間Ｔonをタイマー管理してエアブロウ８を駆動する制御信号Ｄrivを生成するだけで良いので、その構成が非常に簡単であり、プログラマブルコントローラのような高価な機器を用いる必要もなく安価に実現することができる。そしてセンサ出力を利用した引っ掛かり部品の排除と言う主目的を確実に果たすことができるので、その実用的利点が多大である。

尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。ここではセンサ出力のオン状態を正論理のＨレベルとして説明したが、負論理におけるＬレベルをオン状態とする場合にも同様に適用することができる。また部品搬送供給装置に組み込んで光センサ７からのセンサ出力を利用してエアブロウ８を駆動する場合のみならず、超音波センサや放射線センサ等からのセンサ出力を用いて電磁弁やシリンダ等を駆動する必要のある他の装置に対しても同様に適用することができる。またセンサアンプの出力を用いて警報（ブザー）を鳴動する等して、作業者に部品排除処理を促すようにしても良い。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明が適用される部品整送装置の概略構成を示す図。 本発明の一実施形態に係るセンサアンプの概略的な構成例を示す図。 チップ部品の定常的な搬送時、および軽度な引っ掛かりが生じた場合における図２に示すセンサアンプの動作タイミングを示す図。 チップ部品の頑固な引っ掛かりが生じた場合における図２に示すセンサアンプの動作タイミングを示す図。

符号の説明

１１ オンディレイタイマ
１２ ワンショット回路

Claims (3)

1. センサ出力のオン継続時間が予め設定した時間を超えたときに制御信号を出力するセンサアンプにおいて、
   前記制御信号を出力した後にも前記センサ出力のオン状態が継続するとき、前記制御信号を繰り返し出力することを特徴とするセンサアンプ。
2. 請求項１に記載のセンサアンプであって、前記センサ出力を受けて動作するオンディレイタイマと、このオンディレイタイマの出力信号を受けて所定時間幅の制御信号を生成するワンショット回路とを具備し、
   前記オンディレイタイマは、前記センサ出力がオンとなったときに計時動作を開始して予め設定した時間経過後に出力信号を生成すると共に、前記ワンショット回路が生成する制御信号を受けて初期化されて再び上記計時動作を開始することを特徴とするセンサアンプ。
3. 前記センサ出力は、搬送路上の物品を光学的に検出する光センサからの物品検出信号であって、前記制御信号は上記搬送路上から物品を排除する排除機構に対する駆動信号である請求項１に記載のセンサアンプ。

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