JP2007121182A - Detection sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検出センサに関する。 The present invention relates to a detection sensor.
従来より、物体の位置、変位量、有無等の検出を行なうセンサが広く知られている。これには、磁気式の近接センサ、超音波センサ、光電センサ等がある。例えば、光電センサであれば、その構成は、ワーク等の被測定対象物に向けて光を投光する投光部と、被測定対象物で反射された反射光を受光部とからなる検知手段を備え、受光される受光量の大きさに基づいて光軸方向における被測定対象物の位置、変位量を知ることが出来る(特許文献1等)。
図9は、光電センサを使用して搬送ライン上を搬送されるワークの位置について測定(検知動作)を行った例を示すものであって、符号1は投光部、符号2は受光部、符号3はワークWが搬送される搬送ラインである。このものでは、投光部1から出射されワークWで反射した光を受光部2で受光し、その受光量のレベルに基づいて搬送ライン3上におけるワークWの位置ずれを検出している。
Conventionally, sensors that detect the position, displacement, presence, etc. of an object are widely known. These include magnetic proximity sensors, ultrasonic sensors, photoelectric sensors, and the like. For example, in the case of a photoelectric sensor, the configuration includes a light projecting unit that projects light toward an object to be measured such as a workpiece, and a detection unit that includes reflected light reflected by the object to be measured and a light receiving unit. The position and displacement amount of the measurement object in the optical axis direction can be known based on the magnitude of the received light amount (
FIG. 9 shows an example in which measurement (detection operation) is performed on the position of a workpiece conveyed on a conveyance line using a photoelectric sensor, where 1 is a light projecting unit, 2 is a light receiving unit,
すなわち、ワークWが搬送ライン3の正規位置たるほぼ中央Lc上を搬送される場合(ワークW1)と、搬送ライン3の端を搬送される場合(ワークW2)とでは、受光部2とワークW1、W2の検出面Pとの間の距離Dが変動するので、それに応じて、受光量が大小変わる。例えば、受光部2からみてワークW1より遠方に位置するワークW2では、反射光が広がってしまう結果、ワークW1について測定を行なった場合に比べて受光量が減少する。このように、受光量の変化を捉えることで、光軸方向(図9における上下方向)に関するワークWの位置ずれを検出出来る。
That is, in the case where the workpiece W is transported on substantially the center Lc, which is the normal position of the transport line 3 (work W1), and in the case where the end of the
また、このものは、移動する物体を測定の対象としているので、専用に位置検出センサ5を備えている。位置検出センサ5は、ワークWが測定エリア内に位置しているか否かを検出し、ワークWが測定エリアに収まっているときに、測定(光の投光・受光)を行なうべく測定タイミングを決定するものである。仮に、位置検出センサ5を設けず、無作為に測定を行なうと、図10に示すように、ワークWが搬送ライン3のほぼ中央にあったとしても、その一部が測定エリアから外れている場合には、投光部1からの光が検出面Pの角部に照射される場合がある。係る場合には、両間の距離Dに拘わらず、ワークWで反射される反射光量そのものが減少するので、測定を正しく行なうことが出来ない。
上記構造では、測定タイミングを決めるべく、位置検出センサ5を設けているが、このようなセンサを専用に設けることは、部品点数の増加にもなるし、低コスト化の妨げになる。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、比較的簡単な構成で、移動する物体を測定することが可能な検出センサを提供することを目的とする。
In the above structure, the
The present invention has been completed based on the above situation, and an object thereof is to provide a detection sensor capable of measuring a moving object with a relatively simple configuration.
上記の目的を達成するための手段として、請求項1の発明は、被検出物について検知動作を行い、その結果得られる物理量のレベルに応じた検知信号を出力する物理量検知手段と、前記物理量検知手段から出力される検知信号を、所定タイミングごとにサンプリングしてサンプリングデータを得るサンプリング手段と、所定期間内に前記サンプリング手段から得られる複数個の前記サンプリングデータに基づいて、前記物理量検知手段による検知結果たる測定値を計測する測定手段と、前記測定手段により計測された測定値に応じた出力をする出力手段と、を備えた検出センサであって、前記サンプリング手段から出力されたサンプリングデータについて、前記所定期間内におけるサンプリングデータの変化量を所定レベルと比較して、前記検知信号が安定状態か不安定状態かを判別し、その判別結果に応じた判別信号を出力する判別手段と、前記判別手段から出力される判別信号が入力されるよう構成されていて、前記判別結果が不安定状態であるときには前記出力手段に対してその不安定状態に対応して予め設定された出力を行わせる出力制御手段と、を備えるところに特徴を有する。
尚、ここでいう「あらかじめ設定された出力」には、一態様として出力を停止させることが含まれる。
As means for achieving the above object, the invention of
The “preset output” mentioned here includes stopping the output as one aspect.
請求項2の発明は、被検出物について検知動作を行い、その結果得られる物理量のレベルに応じた検知信号を出力する物理量検知手段と、前記物理量検知手段から出力される検知信号を、所定タイミングごとにサンプリングしてサンプリングデータを得るサンプリング手段と、所定期間内に前記サンプリング手段から得られる複数個の前記サンプリングデータに基づいて、前記物理量検知手段による検知結果たる測定値を計測する測定手段と、前記測定手段により計測された測定値に応じた出力する出力手段とを、備えた検出センサであって、前記サンプリング手段から出力されたサンプリングデータについて、前記所定期間内におけるサンプリングデータの変化量と所定レベルとの比較に基づいて、前記検知信号が安定状態か不安定状態かを判別し、その判別結果に応じた判別信号を出力する判別手段と、前記判別手段から出力される判別信号が入力されるよう構成されていて、前記判別結果が不安定状態であるときにはその不安定状態に対応して予め決められた報知動作を行う報知手段と、を備えるところに特徴を有する。 According to a second aspect of the present invention, a physical quantity detection unit that performs a detection operation on an object to be detected and outputs a detection signal corresponding to the level of the physical quantity obtained as a result, and a detection signal output from the physical quantity detection unit are set at a predetermined timing. Sampling means for sampling each time to obtain sampling data, measurement means for measuring a measurement value as a detection result by the physical quantity detection means based on a plurality of the sampling data obtained from the sampling means within a predetermined period, and An output means for outputting in accordance with the measurement value measured by the measurement means, wherein the sampling data output from the sampling means has a predetermined amount of change in the sampling data within a predetermined period. Based on the comparison with the level, whether the detection signal is stable or unstable A discriminating means for discriminating and outputting a discriminating signal according to the discriminating result, and a discriminating signal output from the discriminating means, and when the discriminating result is in an unstable state, the instability And a notification means for performing a predetermined notification operation corresponding to the state.
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載のものにおいて、前記判別手段は、前記所定期間内における複数のサンプリングデータから最大値及び最小値をそれぞれ抽出する抽出機能部と、抽出された前記最大値と前記最小値の差を演算する演算機能部と、前記演算機能部で演算される前記変化量としての差を前記所定レベルと比較して前記検知信号が安定状態か不安定状態かを判別する判別機能部とを備え、判別結果に応じた前記判別信号を出力するところに特徴を有する。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the determination unit includes an extraction function unit that extracts a maximum value and a minimum value from a plurality of sampling data within the predetermined period, and an extraction function unit. A calculation function unit for calculating a difference between the maximum value and the minimum value, and a difference as the amount of change calculated by the calculation function unit is compared with the predetermined level to determine whether the detection signal is in a stable state or unstable. And a discrimination function unit for discriminating whether the state is present or not, and is characterized in that the discrimination signal corresponding to the discrimination result is output.
請求項4の発明は、請求項1又は請求項2に記載のものにおいて、前記判別手段は、少なくとも2以上のサンプリングデータが取得されるように前記所定期間を等分割した各分割期間を対象として、同分割期間内におけるサンプリングデータの平均値を算出する平均値算出機能部と、前記分割期間が前記所定期間を2分割したものである場合には、前記平均値算出手段で算出された2つの平均値の差を演算し、前記分割期間が前記期間を3以上に分割したものである場合には、前記平均値算手段で算出された3以上の平均値の中から最大値及び最小値となるものを抽出して、その差を演算する演算機能部と、前記演算機能部で演算された前記変化量としての差を前記所定レベルと比較して前記検知信号が安定状態か不安定状態かを判別する判別機能部とを備え、判別結果に応じた前記判別信号を出力するところに特徴を有する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the method according to the first or second aspect, the determination unit targets each divided period obtained by equally dividing the predetermined period so that at least two or more sampling data are acquired. An average value calculation function unit for calculating an average value of sampling data within the same divided period; and when the divided period is obtained by dividing the predetermined period into two, the two calculated by the average value calculating means When the difference between the average values is calculated and the divided period is obtained by dividing the period into three or more, the maximum value and the minimum value are selected from among the three or more average values calculated by the average value calculating means. And the difference between the amount of change calculated by the calculation function unit is compared with the predetermined level to determine whether the detection signal is in a stable state or an unstable state. To determine And a function unit has a feature where the output of the discrimination signal corresponding to the determination result.
請求項5の発明は、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のものにおいて、前記測定手段は、前記所定期間内のサンプリングデータからその平均値を算出して、これを前記測定値とすることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の検出センサ。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method according to any one of the first to fourth aspects, the measuring means calculates an average value from the sampling data within the predetermined period, and calculates the average value as the measured value. The detection sensor according to any one of
<請求項1並びに請求項2の発明>
本発明によれば、サンプリングデータの変化量に基づいて、検知信号が安定状態にあるのか、不安定状態にあるのかを判別し、これをもって、被検出物に対する検知動作の良否を判別することとした。すなわち、検知信号が安定していれば検知動作は良好、これとは反対に検知信号が不安定であれば検知動作は不良であるとした。このような構成であれば、検知動作の良否について、検出センサそれ自体が自ら判別できる。
<Invention of
According to the present invention, based on the amount of change in the sampling data, it is determined whether the detection signal is in a stable state or an unstable state, and with this, the quality of the detection operation for the detected object is determined. did. In other words, if the detection signal is stable, the detection operation is good. Conversely, if the detection signal is unstable, the detection operation is bad. With such a configuration, the detection sensor itself can determine whether the detection operation is good or bad.
そして、請求項1の発明では検知信号が不安定状態のときに、出力制御手段を通じて、出力手段に当該不安定状態に応じた出力を行なわせるようにした。これにより、検知動作が良好である場合と、不良である場合とで、出力の内容を異ならせることが出来る。一方、請求項2の発明では、検知信号が不安定状態にあるときに、当該不安定状態に応じた報知動作を行なわせるようにうした。これにより、作業者に、検知動作が不良であることを知らせることが出来る。
According to the first aspect of the invention, when the detection signal is in an unstable state, the output means causes the output means to output according to the unstable state through the output control means. As a result, the content of the output can be made different depending on whether the detection operation is good or bad. On the other hand, in the invention of
<請求項3の発明>
請求項3の発明によれば、サンプリングデータの最大値と最小値の差を、サンプリングデータの変化量とした。このような構成であれば、比較的簡単な減算処理で変化量を求めることが出来る。
<Invention of
According to the third aspect of the present invention, the difference between the maximum value and the minimum value of the sampling data is set as the change amount of the sampling data. With such a configuration, the amount of change can be obtained by a relatively simple subtraction process.
<請求項4の発明>
請求項4の発明によれば、分割期間についてそれぞれ、サンプリングデータの平均値を算出し、更に、これら平均値の最大値と最小値の差を求め、これをサンプリングデータの変化量とした。このような構成であれば、単に信号のレベル差に基づいて変化量を特定する場合に比べて、誤差を抑えることが出来る、すなわち、ノイズの影響によりデータ中に異常値があったとしても、これが平均化されるからである。
<Invention of
According to the fourth aspect of the present invention, the average value of the sampling data is calculated for each of the divided periods, and the difference between the maximum value and the minimum value of these average values is obtained, and this is used as the change amount of the sampling data. With such a configuration, it is possible to suppress the error compared to the case where the amount of change is simply determined based on the signal level difference, that is, even if there is an abnormal value in the data due to the influence of noise, This is because it is averaged.
<請求項5の発明>
測定値の計測は、サンプリングデータの中から、最大値、最小値、中間値などの特定の値をピックアップする等でも可能であるが、サンプリングデータの平均値を測定値とするものであれば、誤差を抑えことが出来る。すなわち、ノイズ等の影響によりデータ中に異常値があったとしても、これが平均化されるからである。
<Invention of
The measurement value can be measured by picking up a specific value such as the maximum value, minimum value, or intermediate value from the sampling data, but if the average value of the sampling data is the measurement value, Errors can be suppressed. That is, even if there is an abnormal value in the data due to the influence of noise or the like, this is averaged.
<実施形態1>
本発明の実施形態1を図1ないし図5によって説明する。
本実施形態は、搬送ライン20上を搬送される被検出物としてのワークWの位置、具体的には、中心線Lcを基準として図1における左右方向に関するワークWの位置ずれを、光電センサ(本発明の検出センサに相当)30から出力される受光信号の信号レベル(詳細は後述するが安定期における受光信号の信号レベル)に基づいて検出するものである。
<
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the present embodiment, the position of the workpiece W as an object to be detected conveyed on the
光電センサ30は、大まかには、投光部(本発明の物理量検知手段に相当)31、受光部(本発明の物理量検知手段に相当)33、データ処理部40、出力回路(本発明の出力手段に相当)51、出力回路制御部(本発明の出力制御手段に相当)55並びにメモリ57から構成される。
In general, the photoelectric sensor 30 includes a light projecting unit (corresponding to the physical quantity detecting means of the present invention) 31, a light receiving part (corresponding to the physical quantity detecting means of the present invention) 33, a data processing unit 40, an output circuit (output of the present invention). 51, an output circuit control unit (corresponding to the output control means of the present invention) 55, and a
投光部31並びに、受光部33は、共に搬送ライン20の側方に並んで配置されいる。投光部31はLED等の投光素子から構成され、データ処理部40の投光指令に基づいて投光動作、すなわち搬送ライン20に向けて光を出射する。そして、出射された光は、測定対象物たるワークWが測定エリアに位置していると、側面Pで反射され、これが受光部33によって受光される。受光部33はホトダイオード等の受光素子から構成され、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する。
尚、投光部31並びに受光部33による投光・受光動作が「本発明の検知動作に相当し」、その結果得られる受光量が「本発明の物理量に相当し」、受光量を電気信号に変換した受光信号が「本発明の検知信号」に相当している。
Both the
The light projecting / receiving operation by the
これら投光部31、受光部33による投光受光動作は、ワークWが測定エリア内に位置するか、否かに拘わらず無作為に行なわれ、測定が開始されると、受光部33からは経時的に受光信号が出力される。
The light projecting and receiving operations by the
図2は、ワークWが搬送ライン20の中心Lc上を正しく搬送されている場合に、受光部33から出力される受光信号の推移を示す図、図3は、そのうちの安定期を抜き出した図である。図2に示すように、受光信号の信号レベルは、上昇した後、一定期間安定し、その後、減少するような推移をする(変動期1→安定期→変動期2)。これは、移動するワークWを測定するからであり、変動期1、安定期、変動期2がそれぞれ図2中の(a)、(b)、(c)の状態にそれぞれ対応している。
FIG. 2 is a diagram illustrating a transition of a light reception signal output from the
すなわち、ワークWが測定エリア内にあるときには、投光部31から出射された光がワークWの側面Pのほぼ中央部分に照射されるので、受光信号のレベルも安定する。これに対して、ワークWが測定エリアに収まる前の状態(同図に示す(a)の状態)、ワークWが測定エリアから退避しつつある状態(同図に示す(c)の状態)では、投光部31からの出射された光の一部はワークWの角部に照射されるので、側面P上における光の照射面積が一定にならず、受光信号のレベルもそれに応じて変化する。尚、安定期が本発明の検知信号の安定状態に相当し、変動期が検知信号の不安定状態にそれぞれ対応している。
That is, when the workpiece W is in the measurement area, the light emitted from the
そして、上述した、受光信号がデータ処理部40に入力される。データ処理部40は、サンプリング処理部(本発明のサンプリング手段に相当)41と、第一データ処理部(本発明の測定手段に相当)45と、第二データ処理部(本発明の判別手段に相当)47とから構成される。 Then, the light reception signal described above is input to the data processing unit 40. The data processing unit 40 includes a sampling processing unit (corresponding to sampling means of the present invention) 41, a first data processing unit (corresponding to measuring means of the present invention) 45, and a second data processing unit (corresponding to discriminating means of the present invention). Equivalent) 47.
サンプリング処理部41は、受光部33から出力される受光信号の中から、投光部31の投光タイミングを同期したタイミングで出力される受光信号Cnをサンプリングするものである。このように、投光タイミングと同期した受光信号Cnのみを取り出すことで、仮に、測定中に外乱光が受光部33に入光したとしても、その影響を抑えることが可能となる。尚、サンプリング処理部41によって抽出された受光信号Cnが、本発明のサンプリングデータに相当する。
The
そして、サンプリング処理部41からは、変動期、安定期にかかわらず抽出された受光信号Cnが出力され、これが、第一データ処理部45並びに、第二データ処理部47にそれぞれ入力される。
Then, the light reception signal Cn extracted regardless of the fluctuation period and the stable period is output from the
第一データ処理部45は、信号が入力されると、予め定められた測定周期(本発明の所定期間に相当する)Tごとに、受光信号Cnの平均値を算出する処理を行なう。より具体的に説明すると、測定周期Tは、サンプリング処理部41によって受光信号Cnが8つ抽出される時間幅を有するように予め設定されている。
When a signal is input, the first
そのため、図3に示すように、各測定周期Tごとに、それぞれ8つの受光信号Cnがサンプリング処理部41から第一データ処理部45に入力される。これにより、第一データ処理部45は、測定周期T内に入力された全8つの受光信号Cnを対象として演算を行って、信号レベルの平均値を算出する。そして、算出された平均値を測定値として出力回路51へと出力する。尚、第一データ処理部45から出力回路51への測定値の出力は、変動期、安定期に拘わらず、無作為になされる。
Therefore, as shown in FIG. 3, eight received light signals Cn are input from the
次に、第二データ処理部47であるが、これは第一データ処理部41と同期をとっており、第一データ処理部45が測定値をそれぞれ算出する各測定周期Tについて、変動期、安定期の種別を判別する。そして、変動期と判別された場合には、同測定周期Tの測定値については出力回路51から外部に出力させないようにする。すなわち出力を停止させるように、出力回路制御部55を通じて出力制御するものである。尚、変動期において測定された測定値を出力回路51から外部に出力させないことが、本発明の「前記出力手段に対してその不安定状態に対応してあらかじめ設定された出力を行わせる」の一態様を具現化したものである。
Next, the second
以下、各測定周期Tについて安定期、変動期の別を判別する一連の処理について図4、図5を参照して説明するが、ここでは測定周期Taを例に挙げて説明するものとする。また、図4は第二データ処理部47において、実行される処理の流れを示すフローチャート図、図5は受光信号のうち、変動期から安定期に移行する部分を拡大した図である。
Hereinafter, a series of processes for discriminating between the stable period and the variable period for each measurement period T will be described with reference to FIGS. 4 and 5. Here, the measurement period Ta will be described as an example. 4 is a flowchart showing the flow of processing executed in the second
まず、ステップ10では、カウンタの値Mが1にセットされ、その後、ステップ20に移行する。ステップ20では、サンプリング処理部41から受光信号Cnの入力を待つ待機状態となる。
First, in step 10, the counter value M is set to 1 and then the process proceeds to step 20. In
そして、受光信号についてサンプリングが行なわれてサンプリング処理部41から受光信号Cnが入力されると、ステップ30に移行する。ステップ30では、入力された受光信号Cn(ここでは、C1)をメモリ57に記憶させる処理が第二データ処理部47によって行なわれ、その後、ステップ40に移行する。
When the light receiving signal is sampled and the light receiving signal Cn is input from the
ステップ40では、カウンタの値Mが4であるか、否かについて判定が第二データ処理部47によって行なわれる。ここでは、カウンタの値Mは1であるため、No判定され、ステップ70に移行する。ステップ70では、再びカウンタの値Mについて8以上であるか、否かについて判定をする処理が第二データ処理部47によって行なわれる。ここでは、カウンタの値は1であるのでNo判定される結果、ステップ80に移行する。ステップ80では、カウンタの値Mを更新する処理が行なわれる。すなわち、元のカウンタの値Mは1であるから2に更新される。
In step 40, whether or not the counter value M is 4 is determined by the second
そして、カウンタの値Mが更新されると、再び、ステップ20に移行してサンプリング処理部41から受光信号Cnの入力を待つ待機状態となる。
When the value M of the counter is updated, the process proceeds to step 20 again to enter a standby state waiting for the input of the light reception signal Cn from the
それ以降は、サンプリング処理部41によりサンプリングが行なわれて受光信号Cnの入力があると、それをメモリ57に記憶させた後、カウンタの値Mを更新する処理を繰り返し行なう(ステップ40、ステップ70でいずれもNo判定される処理が繰り返される)。
Thereafter, when sampling is performed by the
そして、カウンタの値Mが4になると、ステップ40でYes判定される結果、ステップ50に移行する。ステップ50では、メモリ57から受光信号C1〜C4を読み出す処理が第二データ処理部47によって実行されるとともに、第二データ処理部47は読み出された受光信号C1〜C4について、その信号レベルの平均値X1を算出する処理を行なう(平均値演算1)。この平均値演算1により、図5に示すように、測定周期Taの前半部分について、受光信号Cの平均レベルが算出されることとなる。
When the value M of the counter becomes 4, as a result of the Yes determination in Step 40, the process proceeds to Step 50. In step 50, the second
そして、平均値演算1が完了すると、その後、ステップ60に移行する。ステップ60では、算出された平均値X1をメモリ57に記憶する処理が行なわれ、その後、ステップ70に移行する。ステップ70では、再び、カウンタの値Mについて判定が行なわれる。ここでは、カウンタの値Mは4であるため、ステップ70ではNo判定されてステップ80に移行する。ステップ80では、カウンタの値Mが4から5に更新され、その後、ステップ20に移行してサンプリング処理部41からの入力を待つ状態となる。
When the
それ以降の処理は、サンプリング処理部41から受光信号Cnの入力があると、それをメモリ57に記憶させた後、カウンタの値Mを更新する処理を繰り返し行なう。そして、カウンタの値Mが8になると、ステップ70でYes判定される結果、ステップ90に移行する。
In the subsequent processing, when the light receiving signal Cn is input from the
ステップ90では、メモリ57から受光信号C5〜C8を読み出す処理が第二データ処理部47によって実行されるとともに、第二データ処理部47は読み出された受光信号C5〜C8について、その信号レベルの平均値X2を算出する処理を行なう(平均値演算2)。この平均値演算2により、測定周期Taの後半部分について、受光信号Cの平均レベルが算出されることとなる(図5参照)。
尚、ステップ50、ステップ90において実行される処理により、本発明の平均値算出機能部の果たす処理機能が実現されている。
In step 90, the process of reading the light reception signals C5 to C8 from the
The processing function performed by the average value calculation function unit of the present invention is realized by the processing executed in step 50 and step 90.
そして、平均値演算2が完了すると、その後、ステップ100に移行する。ステップ100では、第二データ処理部47によって、先のステップ50で算出された平均値X1をメモリ57から読み出す処理が行なわれるとともに、読み出された平均値X1と、ステップ90で算出された平均値X2を大小比較した後、大きい側の平均値から小さい側の平均値を減算処理して、その差(本発明のサンプリング信号の変化量に相当する)Zを算出する処理が第二データ処理部47によって行なわれる。尚、このステップ100において実行される処理により、本発明の演算機能部の果たす処理機能が実現されている。
When the
その後、ステップ110では、閾値(本発明の所定レベルに相当)Yと、ステップ110で算出された両平均値X1、X2の差Zを比較する処理が第二データ処理部47で行なわれる。ここで、閾値Yは、正常に測定が行なわれていれば、受光信号のレベルの変化量がそれを超えないような値に設定されている。例えば、ワークWを静止させた状態で予備試験を行った結果得られる受光信号Cnのばらつきの最大値とされる。
Thereafter, in
一方、先にも述べたように、平均値X1は測定周期Tの前半部分の信号の平均レベルであるのに対して、平均値X2は後半部分の信号の平均レベルであるが、変動期中のTa期間では、両平均値X1a、X2aの差Zは大きく、その値は閾値Yを上回る。その結果、ステップ110ではYesと判定(すなわち、信号レベルが不安定状態な変動期と判別される)されて、ステップ120に移行する。尚、このステップ110における判定処理により、本発明の判別機能部が果たす処理が実現されている。
On the other hand, as described above, the average value X1 is the average level of the signal in the first half portion of the measurement period T, whereas the average value X2 is the average level of the signal in the second half portion. In the Ta period, the difference Z between the average values X1a and X2a is large, and the value exceeds the threshold Y. As a result, it is determined as Yes in Step 110 (that is, it is determined that the signal level is an unstable fluctuation period), and the process proceeds to Step 120. Note that the processing performed by the determination function unit of the present invention is realized by the determination processing in
ステップ120では、第二データ処理部47から出力回路制御部55に対して、判別信号Saが出力される。出力回路制御部55は、判別信号Saが入力されると、出力回路51に対して出力停止信号Sbを出力する(図1参照)。これにより、変動期にある測定周期Taにおいては、第一データ処理部45から出力回路51に測定値の入力がなされるものの、これが測定結果として外部に出力されることがない(出力の停止)。尚、出力回路51の出力を停止させる具体的な構成としては、例えば、出力回路制御部55により出力回路51の出力ラインを開放させるなどしてやればよい。
In step 120, the determination signal Sa is output from the second
その後、ステップ130に移行して、カウンタの値Mがリセットされた後、処理は再び、ステップ10に移行される。これにより、次の測定周期Tbについて、上述したステップ20からステップ130の一連の処理が行なわれ、同測定周期Tbについて受光信号Cnの信号レベルの変化量について判定を行なう処理、すなわち測定周期Tbの前半と後半について、それぞれ平均値X1、X2が算出される(ステップ100)。その後、閾値Yと両平均値X1、X2の差Zを比較する処理が行なわれる(ステップ110)。この場合においても、差Zが閾値Yより大きく、その結果、変動期と判定されるので、上記要領で出力回路51の出力が停止されることとなる。
Thereafter, the process proceeds to step 130, and after the counter value M is reset, the process proceeds to step 10 again. As a result, the series of processing from
その後、測定周期Tbに続いて、測定周期Tcについて行なわれるが、測定周期Tcは安定期にあって、図5に示すように両平均値X1c、X2cはほぼ等しく、その差Zは閾値Yを下回るので、ステップ110でNo判定される。これにより、処理はステップ120をスキップして、ステップ130に移行する結果、第二データ処理部47、出力回路制御部55による出力回路51の出力規制が働かない。
Thereafter, the measurement period Tc is followed by the measurement period Tc. The measurement period Tc is in a stable period, and both average values X1c and X2c are substantially equal as shown in FIG. Therefore, No is determined in
そのため、出力回路51から測定結果に応じた出力がなされる。例えば、測定結果を図示しないモニタに表示させるべく、外部機器に測定信号Srを出力する等である。これにより、測定信号Srを受信した外部機器を通じてモニタの表示制御が行なわれて測定値が表示される。この結果、表示された測定値の大きさに基づいて、作業者はワークWが搬送ライン20の中央を正しく搬送されているか、否かを知ることが出来る。
Therefore, the
すなわち、ワークWがラインの端を搬送されいる場合(図3における+方向にずれている場合)には、図3に示す距離Dが短くなるので受光信号Cnの信号レベルが高くなり、このときには、出力回路51を通じて出力される測定値のレベルが上昇する。
一方、これとは反対側に位置ずれた状態(図3における−方向にずれている場合)でワークWがライン上を搬送されていると、距離Dが長くなる結果、受光信号Cnの信号レベルが低くなる。そのため、このときには、出力回路51を通じて出力される測定値のレベルが下がる。このように、安定期における測定値のレベルから、搬送ライン20上におけるワークWの位置ずれを知ることが出来る。
That is, when the workpiece W is conveyed at the end of the line (when it is displaced in the + direction in FIG. 3), since the distance D shown in FIG. 3 is shortened, the signal level of the light reception signal Cn is increased. The level of the measurement value output through the
On the other hand, when the workpiece W is transported on the line in a state shifted to the opposite side (in the case of being shifted in the-direction in FIG. 3), the distance D becomes longer, resulting in the signal level of the light reception signal Cn. Becomes lower. Therefore, at this time, the level of the measurement value output through the
本実施形態によれば、データ処理部40に第二データ処理部47を設けて、受光信号Cnの信号レベルの推移を監視することとした。すなわち、各測定期間Tについて、信号レベルの変化量の大きさを算出した。そして、変化量の大きさに基づいて変動期、安定期の別を判別し、信頼性の高い測定結果が得られる安定期のみ出力回路51から測定結果を出力させるようにした。このような構成であれば、比較的簡単な構成(従来例で説明した、位置検出センサ5を廃止できる)で、移動する物体を測定することが可能となる。
According to this embodiment, the second
また、本実施形態では、測定周期Tについて、その前半部分と後半部分の受光信号Cnの信号レベルの平均値を算出し、両平均値の差を信号レベルの変化量とした。このような構成であれば、単に信号のレベル差に基づいて変化量を特定する場合に比べて、誤差を抑えることが出来る、すなわち、ノイズの影響によりデータ中に異常値があったとしても、これが平均化されるからである。 Further, in the present embodiment, with respect to the measurement period T, the average value of the signal levels of the light reception signal Cn in the first half part and the second half part is calculated, and the difference between the two average values is used as the signal level change amount. With such a configuration, it is possible to suppress the error compared to the case where the amount of change is simply determined based on the signal level difference, that is, even if there is an abnormal value in the data due to the influence of noise, This is because it is averaged.
<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2を図6によって説明する。
実施形態2は、実施形態1の構成に対して、データ処理部40の構成を一部変更したものであり、他の構成については、実施形態1と同一であるため、同じ部品には同一符号を付して説明を省略するものとする。
<
Next,
The second embodiment is obtained by partially changing the configuration of the data processing unit 40 with respect to the configuration of the first embodiment. The other components are the same as those of the first embodiment, and thus the same components are denoted by the same reference numerals. The description is omitted.
実施形態1では、第二データ処理部47によって、受光信号Cnの信号レベルの推移を監視し、信号レベルの変化量に基づいて変動期、安定期の別を判別した。そして、変動期においては、出力回路制御部55を通じて出力停止信号Sbを出力回路51に出力して、出力回路51の出力動作を停止させることとした。
In the first embodiment, the second
実施形態2では、第二データ処理部47によって、受光信号Cnの信号レベルの推移を監視し、信号レベルの変化量に基づいて変動期、安定期の別を判別する点は共通しているが、その後の処理を変えてある。すなわち、実施形態2では、実施形態1の出力回路制御部55に変えて報知手段65を設けて、予め決められた所定の報知動作を行なうようにしたものである。報知手段65は、例えば、表示灯やブザー等であり、所定の報知動作としては、表示灯であれば点滅させる等であり、ブザーであれば警告音を数回鳴らす等である。そして、第二データ処理部47によって、変動期であると判定されて判別信号Saが入力されると、上記所定の報知動作が報知手段65により行なわれる。これにより、信号レベルが不安定な変動期には、それを、作業者に知らしめることが可能となる。
In the second embodiment, the second
<実施形態3>
次に、本発明の実施形態3を図7、図8によって説明する。実施形態1では、受光信号Cnの変化量を、平均値に基づいて算出した。すなわち、平均値演算1で、測定周期T中の前半の受光信号C1〜C4について、その平均値X1を求め、平均値演算2で、測定周期T中の後半の受光信号C5〜C8について、その平均値X2を求めた。そして、これら両平均値X1、X2の差Zを受光信号Cnの変化量としたが、実施形態3のものは、このような平均値演算を行なわず、受光信号Cnのレベルの大小から受光信号Cnの変化量を求めている。
<
Next,
具体的には、第二データ処理部67は、以下に示す抽出処理(本発明の抽出機能部が果たす処理内容に相当)、演算処理(本発明の演算機能が果たす処理内容に相当)を順に行ない、その後、判定処理(本発明の判別機能部が果たす処理内容に相当)を行なう。
Specifically, the second
以下、図8に示すTa期間を例に挙げて説明する。
(1)抽出処理
第二データ処理部67はC1〜C8の8つの受光信号Cnについて信号レベルの大小を比較する。そして、信号レベルが最小のもの(ここでは、C1)並びに、信号レベルが最大のもの(ここでは、C8)をそれぞれ抽出する。
(2)演算処理
第二データ処理部67は、抽出処理で抽出された両受光信号C1、C8の信号レベルについて減算処理を行なってレベル差Z’を算出する。すなわち、Z’=H8−H1とされ、これが受光信号Cnの変化量とされる。
(3)判別処理
第二データ処理部67は演算処理に続いて、差Z’と閾値Y’の大きさ比較する処理を行なって、差Z’が閾値Y’を上回っているか、否かについて判別する。
Hereinafter, the Ta period shown in FIG. 8 will be described as an example.
(1) Extraction Processing The second
(2) Arithmetic processing The second
(3) Discrimination process The second
このように、信号レベルの大小の比較、並びに簡単な減算処理のみで変化量を算出することとすれば、第二データ処理部47の処理負担を大幅に軽減でき、センサの処理の高速化に寄与する。
Thus, if the amount of change is calculated only by comparing the signal level and the simple subtraction process, the processing load of the second
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1)実施形態1ないし実施形態3では、検出センサとしていずれも、ワークの位置・変位を光の投光・受光を利用して検出する光電センサを例に挙げたが、ワークの位置・変位等を検出するセンサであれば適用可能であり、これには磁気式の近接センサ並びに、超音波センサ等がある。 (1) In the first to third embodiments, a photoelectric sensor that detects the position / displacement of a workpiece by using light projection / light reception is taken as an example of the detection sensor. Any sensor can be used as long as it detects a sensor such as a magnetic proximity sensor and an ultrasonic sensor.
(2)実施形態1ないし実施形態3では、測定例として搬送ライン上を流れるワークWの位置を検出するものを例示したが、用途はこれに限定されるものではなく、例えば、搬送ライン上を流れるワークWの色の違いを検出するもの等であってもよい。 (2) In the first to third embodiments, the example of detecting the position of the workpiece W flowing on the transport line is illustrated as an example of measurement. However, the application is not limited to this. For example, on the transport line What detects the difference in the color of the flowing workpiece | work W etc. may be sufficient.
(3)実施形態1ないし実施形態3では、8つの受光信号Cnの平均値を測定値としたが、測定値は、平均値によるものに限らず、特定の受光信号Cnを抽出して、その信号レベルを、測定値としてもよい。 (3) In the first to third embodiments, the average value of the eight light reception signals Cn is the measurement value. However, the measurement value is not limited to the average value, and a specific light reception signal Cn is extracted, The signal level may be a measured value.
(3)実施形態1では、測定周期Tを前半と後半の二つの区間に分けて、各期間についてそれぞれ受光信号Cnの信号レベルの平均値を算出し、その差を信号レベルの変化量としたが、変化量の算出方法はこれに限定されるものでなく、種々の方法が適用可能である。例えば、測定周期を3以上の区間に等分割するとともに、分割された各区間についてそれぞれ平均値を算出する。そして、平均値の中から最大値と最小値を抽出し、その差を変化量とするのである。 (3) In the first embodiment, the measurement cycle T is divided into two sections, the first half and the second half, and the average value of the signal level of the light reception signal Cn is calculated for each period, and the difference between them is used as the signal level change amount. However, the calculation method of the amount of change is not limited to this, and various methods can be applied. For example, the measurement period is equally divided into three or more sections, and an average value is calculated for each of the divided sections. Then, the maximum value and the minimum value are extracted from the average value, and the difference is used as the change amount.
30…光電センサ(検出センサ)
31…投光部(物理量検知手段)
33…受光部(物理量検知手段)
40…データ処理部
41…サンプリング処理部(サンプリング手段)
45…第一データ処理部(測定手段)
47…第二データ処理部(判別手段)
51…出力回路(出力手段)
55…出力回路制御部(出力制御手段)
30 ... Photoelectric sensor (detection sensor)
31 ... Projection unit (physical quantity detection means)
33. Light receiving part (physical quantity detection means)
40:
45 ... First data processing unit (measuring means)
47. Second data processing unit (discriminating means)
51. Output circuit (output means)
55. Output circuit control section (output control means)
Claims (5)
前記物理量検知手段から出力される検知信号を、所定タイミングごとにサンプリングしてサンプリングデータを得るサンプリング手段と、
所定期間内に前記サンプリング手段から得られる複数個の前記サンプリングデータに基づいて、前記物理量検知手段による検知結果たる測定値を計測する測定手段と、
前記測定手段により計測された測定値に応じた出力をする出力手段と、を備えた検出センサであって、
前記サンプリング手段から出力されたサンプリングデータについて、前記所定期間内におけるサンプリングデータの変化量を所定レベルと比較して、前記検知信号が安定状態か不安定状態かを判別し、その判別結果に応じた判別信号を出力する判別手段と、
前記判別手段から出力される判別信号が入力されるよう構成されていて、前記判別結果が不安定状態であるときには前記出力手段に対してその不安定状態に対応して予め設定された出力を行わせる出力制御手段と、を備えることを特徴とする検出センサ。 A physical quantity detection means for performing a detection operation on the detected object and outputting a detection signal corresponding to the level of the physical quantity obtained as a result;
Sampling means for obtaining the sampling data by sampling the detection signal output from the physical quantity detection means at every predetermined timing;
Measurement means for measuring a measurement value as a detection result by the physical quantity detection means based on a plurality of the sampling data obtained from the sampling means within a predetermined period;
Output means for outputting according to the measurement value measured by the measurement means, and a detection sensor comprising:
For the sampling data output from the sampling means, the amount of change in the sampling data within the predetermined period is compared with a predetermined level to determine whether the detection signal is in a stable state or an unstable state, and according to the determination result Discrimination means for outputting a discrimination signal;
A determination signal output from the determination means is input, and when the determination result is in an unstable state, a preset output corresponding to the unstable state is performed to the output means. And an output control means.
前記物理量検知手段から出力される検知信号を、所定タイミングごとにサンプリングしてサンプリングデータを得るサンプリング手段と、
所定期間内に前記サンプリング手段から得られる複数個の前記サンプリングデータに基づいて、前記物理量検知手段による検知結果たる測定値を計測する測定手段と、
前記測定手段により計測された測定値に応じた出力する出力手段とを、備えた検出センサであって、
前記サンプリング手段から出力されたサンプリングデータについて、前記所定期間内におけるサンプリングデータの変化量と所定レベルとの比較に基づいて、前記検知信号が安定状態か不安定状態かを判別し、その判別結果に応じた判別信号を出力する判別手段と、
前記判別手段から出力される判別信号が入力されるよう構成されていて、前記判別結果が不安定状態であるときにはその不安定状態に対応して予め決められた報知動作を行う報知手段と、を備えることを特徴とする検出センサ。 A physical quantity detection means for performing a detection operation on the detected object and outputting a detection signal corresponding to the level of the physical quantity obtained as a result;
Sampling means for obtaining the sampling data by sampling the detection signal output from the physical quantity detection means at every predetermined timing;
Measurement means for measuring a measurement value as a detection result by the physical quantity detection means based on a plurality of the sampling data obtained from the sampling means within a predetermined period;
An output means for outputting according to the measurement value measured by the measurement means, a detection sensor comprising:
For the sampling data output from the sampling means, it is determined whether the detection signal is in a stable state or an unstable state based on a comparison between a change amount of the sampling data within the predetermined period and a predetermined level, and the determination result A discrimination means for outputting a corresponding discrimination signal;
A notification unit configured to receive a determination signal output from the determination unit, and performing a predetermined notification operation corresponding to the unstable state when the determination result is an unstable state; A detection sensor comprising:
抽出された前記最大値と前記最小値の差を演算する演算機能部と、
前記演算機能部で演算される前記変化量としての差を前記所定レベルと比較して前記検知信号が安定状態か不安定状態かを判別する判別機能部とを備え、判別結果に応じた前記判別信号を出力することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の検出センサ。 The determination means includes an extraction function unit that extracts a maximum value and a minimum value from a plurality of sampling data within the predetermined period, and
An arithmetic function unit for calculating a difference between the extracted maximum value and the minimum value;
A determination function unit configured to determine whether the detection signal is in a stable state or an unstable state by comparing a difference as the amount of change calculated by the calculation function unit with the predetermined level, and determining according to a determination result The detection sensor according to claim 1 or 2, wherein a signal is output.
前記分割期間が前記所定期間を2分割したものである場合には、前記平均値算出手段で算出された2つの平均値の差を演算し、
前記分割期間が前記期間を3以上に分割したものである場合には、前記平均値算手段で算出された3以上の平均値の中から最大値及び最小値となるものを抽出して、その差を演算する演算機能部と、
前記演算機能部で演算された前記変化量としての差を前記所定レベルと比較して前記検知信号が安定状態か不安定状態かを判別する判別機能部とを備え、判別結果に応じた前記判別信号を出力することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の検出センサ。 The determination means includes, for each divided period obtained by equally dividing the predetermined period so that at least two or more sampling data is acquired, an average value calculation function unit that calculates an average value of the sampling data within the divided period; ,
When the divided period is obtained by dividing the predetermined period into two, the difference between the two average values calculated by the average value calculating means is calculated,
In the case where the divided period is obtained by dividing the period into three or more, the one having the maximum value and the minimum value is extracted from the three or more average values calculated by the average value calculating means, A calculation function unit for calculating the difference;
A determination function unit configured to determine whether the detection signal is in a stable state or an unstable state by comparing a difference as the amount of change calculated by the calculation function unit with the predetermined level, and determining according to a determination result The detection sensor according to claim 1 or 2, wherein a signal is output.
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JP2005316048A JP2007121182A (en) | 2005-10-31 | 2005-10-31 | Detection sensor |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011117860A (en) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Yamatake Corp | Body detection sensor and method of body detection |
-
2005
- 2005-10-31 JP JP2005316048A patent/JP2007121182A/en active Pending
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