JP2012170016A - 物体検知システム - Google Patents

Abstract

【課題】検出処理毎にセンサ間通信やセンサ内通信を行う必要をなくすことによって、各センサの検出処理の循環サイクルを短縮する。
【解決手段】複数の多光軸光電センサＳ_Ａ，Ｓ_Ｂ，Ｓ_Ｃを構成する投光器および受光器のうちの１台（受光器２_Ａ）をマスタ機器とし、その他の機器をスレーブ機器として、マスタ機器２_Ａにおいて、センサＳ_Ａ，Ｓ_Ｂ，Ｓ_Ｃの順に検出処理が進行するように各機器における検出処理のタイミングを定めた定義情報を作成し、これを各スレーブ機器に送信する。またマスタ機器２_Ａは各スレーブ機器に内部タイマの動作を合わせることを求めるコマンドを送信する。このコマンドに応答してタイマを補正した各スレーブ機器およびマスタ機器２_Ａは、それぞれタイマが補正された時点を基準に、定義情報に基づき検出処理を実施すべきタイミングを判別して検出処理を実行する。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数の多光軸光電センサの投光器および受光器が通信回線を介して相互に接続され、これらのセンサ毎の検出処理が順番に進行するように構成された物体検知システムに関する。

なお、以下では、多光軸光電センサを単に「センサ」という場合がある。また投光器および受光器を総称して「機器」と言う場合がある。

多光軸光電センサは、複数の光学素子を有する投光器と受光器とを対向させて配備することにより、複数の光軸による検知エリアが設定される形態のセンサである。このセンサでは、各光軸を順に有効にして光軸毎に入光状態をチェックする方法による検出処理を実行する。また、安全用途に使用される多光軸センサでは、検出処理により検知エリアが遮光されていないと判定されている間は出力をオン状態（ハイレベル）にし、検知エリアが遮光されていると判定された場合には出力をオフに切り替える。

多光軸光電センサの投光器と受光器とは、上記の検出処理において投光・受光の同期をとるために相互に通信を行うほか、他のセンサの投光器や受光器と通信することもできる。この通信機能を利用して、複数のセンサの投光器および受光器を通信回線を介して接続し、センサ間での通信に基づき、センサ毎の検出処理を順番に進行させるように構成されたシステムがある。

具体的な従来例として、特許文献１には、接続された複数のセンサのうちの一端にあるセンサをマスタセンサとして、このマスタセンサが最初に検出処理を実行した後に１つ下位のセンサに検出の開始を指示するコマンドを送信し、以下、各センサが順に同様の動作をすることにより、上位から下位に向けて検出処理を順番に進行させることが記載されている。

また特許文献１には、各センサの投光器および受光器が、起動時に上位および下位の機器の間で信号のやりとりをし、信号の入力の有無によって自装置がマスタであるか、スレーブであるかを判別することが、記載されている。

図８は、特許文献１に記載されている方法に類似する従来の検出処理のシーケンスを示す。この例は、投光器１ａと受光器２ａとによるセンサＳａと、投光器１ｂと受光器２ｂとによるセンサＳｂと、投光器１ｃと受光器２ｃとによるセンサＳｃとを有し、各投光器および受光器がそれぞれ相互に通信可能な状態に接続されているシステムにおいて、各センサＳａ，Ｓｂ，Ｓｃの受光器２ａ，２ｂ，２ｃの間で、検出処理の受け渡しのための通信を実施する（以下、この通信を「センサ間通信」という。）。また、それぞれの各センサＳａ，Ｓｂ，Ｓｃを構成する受光器と投光器との間でも、検出処理の動作タイミングを合わせるための通信を実施する（以下、この通信を「センサ内通信」という。）。

具体的には、まずセンサＳａがセンサ内通信を実施した後に検出処理を実施し、２番目のセンサＳｂに検出処理の開始を指示する。この指示を受けたセンサＳｂは、センサＳａに応答信号を返した後に、センサ内通信および検出処理を実施し、３番目のセンサＳｃに検出処理の開始を指示する。この指示を受けたセンサＳｃは、センサＳｂに応答信号を返した後に、センサ内通信および検出処理を実施し、センサＳａに検出処理の開始を指示する。ここまでの処理を１サイクルとして、以下、同様のシーケンスを繰り返すことにより、各センサＳａ，Ｓｂ，Ｓｃによる検出処理が循環する。

再公表特許ＷＯ／１０５１６号公報

図８に示したシーケンスでは、検出処理の都度、センサ間通信やセンサ内通信を行う必要があるため、各センサの検出処理の循環サイクルを短縮するのが困難である。

本発明は上記の問題に着目し、検出処理毎にセンサ間通信やセンサ内通信を行う必要をなくすことによって、各センサの検出処理の循環サイクルを短縮し、システム全体の処理を高速にすることを課題とする。

本発明は、複数の多光軸光電センサの投光器および受光器が通信回線を介して相互に接続されると共に、センサ間での通信に基づき、センサ毎の検出処理を順番に進行させる物体検知システムに適用される。このシステムでは、各多光軸光電センサの投光器および受光器がそれぞれ自装置における動作のタイミングを判別するためのタイマを具備すると共に、これらの機器の中の１台がマスタ機器として機能する。

マスタ機器は、システム内のセンサの関係（センサの数、各機器の連結順序、投光器と受光器との対応関係など）および各センサの光軸数に基づき、自装置を含む各機器における検出処理のタイミングを定める定義情報を作成する定義情報作成手段と、システム内の他の機器にそれぞれ上記の定義情報を送信する定義情報送信手段と、自装置のタイマによる計時時間と前記定義情報とに基づき各センサの検出処理の循環周期を認識しつつ、当該周期が所定サイクル進行する期間に相当する時間が経過したことに応じて他の機器にタイマの動作を合わせることを求めるコマンドを一斉に送信するタイマ制御手段と、自装置に適合する定義情報に基づき検出処理を実施すべきタイミングを判別して検出処理を実行する検出制御手段とを具備する。

マスタ機器以外の各機器は、マスタ機器から送信された定義情報を記憶する記憶手段と、マスタ機器からのコマンドに応じて自装置のタイマを補正するタイマ補正手段と、自装置に適合する定義情報に基づき、タイマを補正した時点を基準に検出処理を実施すべきタイミングを判別して検出処理を実行する検出制御手段とを具備する。

上記のシステムによれば、複数のセンサの中のいずれか１センサの投光器または受光器がマスタ機器となり、自装置を含むシステム内の各機器における検出処理のタイミングを定め、このタイミングを示す定義情報を各機器に送信する。各機器は、自装置に適合する定義情報に基づき、タイマの計時時間から検出処理のタイミングを独自に判別して検出処理を実行するが、マスタ機器からのコマンドに応じて各機器のタイマの動作が補正されることによってそれぞれの計時のタイミングが同期する状態になるので、センサ内の投光器と受光器との光軸の選択にずれが生じたり、センサ間で検出処理が重なったり、検出処理の順序が狂うような不備が生じるのを回避することができる。

上記システムの第１の実施形態では、マスタ機器の定義情報作成手段は、自装置を含む各機器に対し、基準の時点から検出処理を開始するまでの待ち時間を示す定義情報を作成する。またタイマ制御手段は、各センサの検出処理が一巡する期間に相当する時間が経過する都度、タイマの動作を合わせることを求めるコマンドの一斉送信を実行する。またマスタ機器以外の各機器の検出制御手段はそれぞれタイマを補正した時点を基準の時点として、マスタ機器はコマンドの送信から他の機器でタイマが補正されるのに相当する時間が経過した時点を基準の時点として、それぞれ基準の時点から自装置に適合する定義情報が示す待ち時間が経過したことに応じて検出処理を実行する。

上記システムの第２の実施形態では、マスタ機器の定義情報作成手段は、自装置を含む各機器に対し、基準の時点から検出処理を行うまでの待ち時間を示す情報と検出処理の周期を示す情報とを含む定義情報を作成する。マスタ機器のタイマ制御手段は、各センサの検出処理が２以上の所定サイクル循環する期間に相当する時間が経過したことに応じてタイマの時刻合わせを求めるコマンドの一斉送信を実行する。またマスタ機器以外の各機器の検出制御手段はそれぞれタイマを補正した時点を基準の時点として、マスタ機器はコマンドの送信から他の機器でタイマが補正されるのに相当する時間が経過した時点を基準の時点として、それぞれ基準の時点から自装置に適合する定義情報が示す待ち時間が経過したことに応じて検出処理を実行した後、当該定義情報が示す周期に従って検出処理を繰り返し実行する。

第１および第２の実施形態によれば、マスタ機器の主導により、全ての機器のタイマの動作を合わせた後に、それぞれの機器が独立して正しいタイミングで検出処理を開始することができる。

上記システムの第３の実施形態では、マスタ機器は、自装置における検出処理の開始タイミングが変更されるように自装置に適合する定義情報を変更するタイミング変更手段をさらに具備する。また、マスタ機器のタイマ制御手段は、タイミング変更手段により変更された定義情報に基づく検出処理が開始される前に、変更前の検出処理の開始タイミングに対する変更後の検出処理の開始タイミングのずれ量を示す情報をタイマの動作を合わせることを求めるコマンドと共に他の機器に一斉に送信する。この送信を受けた各機器では、コマンドに応じて自装置のタイマを補正すると共に、当該コマンドと共に送信された情報を用いて自装置の検出処理が開始される前に記憶手段内の定義情報を更新する。

第３の実施形態によれば、マスタ機器において、なんらかの事情で検出処理の開始タイミングを変更する必要が生じた場合には、マスタ機器から他の各機器に、現在の検出処理の開始タイミングに対する変更後の開始タイミングのずれ量を示す情報がタイマの動作を合わせることを求めるコマンドと共に一斉送信される。各機器では、この情報を用いて自装置での検出処理が開始される前に定義情報を変更するので、タイマの補正後すぐに、変更後の定義情報に基づいて検出処理を開始することが可能になる。これにより、マスタ機器が検出処理の開始タイミングを変更したことに応じて、他の機器でも同様に検出処理の開始タイミングを変更することができる。

第４の実施形態では、マスタ機器のタイマ制御手段は、他の機器に対し、タイマの動作を合わせることを求めるコマンドと共に自装置を含む各機器が共有すべき情報を一斉に送信する。たとえば、ミューティング処理を行うために、外部のミューティング用センサからの検知信号をマスタ機器において認識した場合には、その認識結果を示す情報を他の各機器に送信することができる。

第５の実施形態では、マスタ機器の定義情報作成手段は、起動後に他の機器と通信を行うことにより、システム内のセンサの関係および各センサの光軸数を認識し、その認識結果に基づき定義情報を作成し、定義情報送信手段は、定義情報の作成が完了したことに応じて当該定義情報を他の機器に送信する。
この実施形態によれば、システムが起動する都度、システム内のセンサの関係や光軸数に基づき定義情報が作成され、各機器に送信されるので、システムの構成が変更された場合でも、各機器を再起動をさせることによって変更後の構成に応じた定義で各機器を動作させることが可能になる。

本発明によれば、各機器に検出処理のタイミングを定める定義情報を登録し、適宜、マスタ機器からのコマンドにより各機器のタイマの動作を合わせながら、それぞれの機器がタイマの計時時間と定義情報とに基づき自発的に検出処理を実施するので、検出処理の都度、機器の間での通信を行う必要がなくなり、検出処理の循環サイクルを大幅に短縮することができる。よって、高速の検出処理が可能なシステムを提供することができる。

多光軸光電センサの外観を示す斜視図である。 多光軸光電センサの主要な回路構成を示すブロック図である。 複数の多光軸光電センサによるシステムを構築する場合の各機器間の関係を示すブロック図である。 各センサにおける検出処理のシーケンスの例を示す図である。 マスタ機器における設定処理の手順を示すフローチャートである。 設定された待ち時間に基づき各機器が動作する場合の手順を示すフローチャートである。 各センサにおける検出処理のシーケンスの他の例を示す。 従来の検出処理のシーケンスを示す図である。

図１は、本発明が適用される多光軸光電センサの外観を示す。
この実施例の多光軸光電センサＳは、投光器１と受光器２とを対にしたものである。投光器１および受光器２は長尺状の筐体１００を本体とする。各筐体１００の内部には、それぞれ複数の光学素子（投光器１では発光素子１１、受光器２では受光素子２１）や制御基板（図示せず。）が収容される。

各筐体１００の前面には、光を通過させるための窓部が形成されている。発光素子１１および受光素子２１は、投光面または受光面を窓部に対向させた状態で、筐体１００の長手方向に沿って整列するように配置される。これらの発光素子１１と受光素子２１とが一対一の関係で対向するように投光器１と受光器２と所定の間隔を隔てて対向配備することにより、両者の間に複数の光軸による検知エリアＰが形成される。

図２は、上記の多光軸光電センサＳに含まれる主要な回路の構成を示す。
投光器１には、発光素子１１のほか、発光素子１１毎の駆動回路１２、光軸順次選択回路１４、制御回路１５、通信回路１６、電源回路１８などが設けられる。各発光素子１１は、それぞれ駆動回路１２および光軸順次選択回路１４を介して制御回路１５に接続される。

受光器２には、受光素子２１のほか、受光素子２１毎の増幅回路２２およびアナログスイッチ２３、光軸順次選択回路２４、制御回路２５、通信回路２６、出力回路２７、電源回路２８が設けられる。また各アナログスイッチ２３から制御回路２５への伝送ライン２９には、増幅回路２０１やＡ／Ｄ変換回路２０２が設けられる。

上記構成の投光器１および受光器２では、電源回路１８，２８が共通の外部電源５から電源の供給を受けて、自装置内の各回路に電源を供給する。制御回路１５，２５には、メモリや後述するタイマが含まれ、通信回路１６，２６を介して相互に通信をすることができる。出力回路２７には２つの出力端子が含まれ、それぞれの端子に接続された信号線は、危険領域内の機械の電源供給回路（図示せず。）に接続される。

各制御回路１５，２５は、光軸順次選択回路１４，２４による光軸の選択を、上から下に向けて１つずつ順に切り替える。投光器１の制御回路１５は、光軸の選択の切り替えにタイミングを合わせて点灯制御信号を出力し、受光器２の制御回路２５は、光軸の選択の切り替えに合わせて選択中の光軸に対応するアナログスイッチ２３を導通状態にする。これにより選択された光軸の受光素子２１による受光量信号が伝送ライン２９に導かれ、増幅回路２０１による増幅およびＡ／Ｄ変換回路２０２によるディジタル変換を経て生成された受光量データが、制御回路２５に入力される。また、投光器１側の光軸の選択と受光器２側の光軸の選択とは同期するタイミングで実施されるので、受光器２の制御回路２５には、毎回、点灯した発光素子１１に対応する受光素子２１における受光量を示すデータが入力される。

制御回路２５は、入力された受光量データをあらかじめ定めた入光しきい値と比較することにより、選択中の光軸が遮光されているか否かを判定する。また、光軸の選択が一巡する都度、光軸毎の判定結果を統合して、検知エリアＰが遮光されているか否かを判定する。

以下、光軸毎の投光処理・受光処理を一巡させて検知エリアＰが遮光されているか否かを判定する処理のことを「検出処理」という。上記のとおり，検出処理は、投光器１および受光器２の制御回路１５，２５の協働制御により実現し、所定の周期で繰り返される。検知エリアＰが遮光されていないと判定されている間は、受光器２の出力回路からはハイレベルの検出信号が出力されるが、検知エリアＰが遮光されていると判定されると、検出信号はローレベルに切り替えられる。

上記の多光軸光電センサＳは、単独で動かしてもよいが、図１に示したコード線１０１や連結用のコードなどを介して複数の光電センサＳを連結して動かすこともできる。図３は、この連結例を示すもので、投光器１_Ａと受光器２_Ａとの組み合わせによるセンサＳ_Ａと、投光器１_Ｂと受光器２_Ｂとの組み合わせによるセンサＳ_Ｂと、投光器１Ｃと受光器２Ｃとの組み合わせによるセンサＳ_Ｃとの間で、投光器同士および受光器同士が連結されている。また、各連結体の一端に位置する投光器１_Ａと受光器２_Ａもケーブルを介して連結されている。

なお、図３では、投光器１_Ａ，１_Ｂ，１_Ｃに関しては制御回路１５および通信回路１６を、受光器２_Ａ，２_Ｂ，２_Ｃに関しては制御回路２５、通信回路２６、出力回路２７を、それぞれ図２に示した符号により示す。また、以下の説明において、センサＳ_Ａ，Ｓ_Ｂ，Ｓ_Ｃ、投光器１_Ａ，１_Ｂ，１_Ｃ、および受光器２_Ａ，２_Ｂ，２_Ｃを総称する場合には「センサＳ」「投光器１」「受光器２」という。さらに、これらの投光器１および受光器２を「機器」と総称する場合もある。

実際のセンサＳ_Ａ，Ｓ_Ｂ，Ｓ_Ｃの配置では、投光器１および受光器２は、長さ方向に沿って並べられる（縦並び）場合もあれば、幅方向に沿って並べられる（横並び）場合もある。また、各機器を整列させずに配置する場合もある。

図３に示すように、各機器を連結することによって、各投光器１間の制御回路１５、および各受光器２間の制御回路２５が、それぞれ信号線（マスタ／スレーブ線）を介して直列に接続された状態になる。後述するように、各機器はこの接続を介した信号のやりとりによって、自装置がマスタ機器、スレーブ機器のいずれであるかを認識する。

また各機器の通信回路１６，２６は、センサＳ_Ａの投光器１_Ａおよび受光器２_Ａを介してループ状に連なる通信回線に接続される。これにより各機器の通信回路１６，２６は一連に接続された状態となり、個々のセンサＳの投光器１と受光器２との間での通信が可能になると共に、異なるセンサＳに属する機器の間での通信も可能になる。

各受光器２の出力回路２７の各端子は直列に接続され、受光器２_Ａの受光回路２７からの出力が検出信号として外部に出力される。また，図３には示していないが、各機器の電源回路１８，２８も、外部電源５からの共通ラインに接続された状態になる。
各受光器２の制御回路２５は、検出信号の状態のフィードバックを受けるために、出力線に接続される。

この実施例では、投光器１_Ａと受光器２_Ａとが直接連結された状態にあるセンサＳ_Ａが第１位となり、このセンサＳ_Ａに連結されるセンサＳ_Ｂが第２位となり、センサＳ_Ｂに連結されるセンサＳ_Ｃは第３位となる。またこの実施例では、センサＳ_Ａの受光器２_Ａがマスタ機器として機能し、他のセンサＳ_Ｂ，Ｓ_Ｃの投光器１_Ｂ，１_Ｃおよび受光器２_Ｂ，２_Ｃ、ならびにセンサＳ_Ａの投光器１_Ａはスレーブ機器に設定される。ただし、センサＳ_Ａの投光器１_Ａには、マスタ機器と対をなすスレーブ機器として他の投光器１_Ｂ，１_Ｃを管理する機能が設定される。

マスタ機器およびスレーブ機器の割り当てや機器間の順位付けは、毎時の起動時に以下のような処理が行われることにより確定する。
まず共通電源からの電源投入により各機器の制御回路１５，２５が起動すると、各制御回路１５，２５は、自装置の上方のマスタ／スレーブ線にパルス信号を出力する処理を一斉に開始する。各制御回路１５，２５は、この出力を続けながら、自装置の下方のマスタ／スレーブ線からパルス信号が入力されるか否かをチェックする。図３の構成によれば、センサＳ_Ａの投光器１_Ａおよび受光器２_Ａにはパルス信号は入力されず、その他の機器はパルス信号の入力を受けることになる。

受光器２_Ａの制御回路２５は、パルス信号の入力がなかったことをもって自装置がマスタ機器であると認識する。そしてパルス信号の出力を停止して、スレーブ機器にアドレスを割り当てるための通信を開始する。以下、適宜、受光器２_Ａをマスタ機器２_Ａと言い換える。

他の受光器２_Ｂ，２_Ｃの制御回路２５は、パルス信号が入力されたことをもって自装置がスレーブ機器であると認識する。この後、パルス信号の入力が停止すると、マスタ機器２_Ａからのコマンドに応答して通信を行い、マスタ機器２_Ａに自装置の属性（機器の種別や光軸数など）を報知すると共に、アドレスの通知を受けて、これをメモリに登録する。またこれらの処理を実施した受光器２_Ｂ，２_Ｃでは、上方のマスタ／スレーブ線へのパルス信号の出力を停止する。
したがって、まずマスタ機器２_Ａからのパルス信号の入力を受けなくなった受光器２_Ｂが先にマスタ機器２_Ａと通信し、次に受光器２_Ｃが通信を行うことになる。マスタ機器２_Ａでは、各受光器２_Ｂ，２_Ｃに通信が可能になった順に順位を設定してアドレスを割り当て、そのアドレスと受光器２_Ｂ，２_Ｃから報知された属性とを対応づけて登録する。

投光器１_Ａの制御回路１５は、パルス信号が入力されなかったことをもって、自装置をマスタ機器と対をなすスレーブ機器であると認識する。この後は、受光器２_Ｂ，２_Ｃと同様に、マスタ機器２_Ａからのコマンドに応答してアドレスの通知を受け、また自装置がマスタ機器２_Ａに対応する投光器であることを報知する。通信が完了すると、投光器１_Ａはパルス信号の出力を停止し、以後、受光器２_Ａの命令に従って、下位の投光器１_Ｂ，１_Ｃに対し、受光器２_Ａが受光器２_Ｂ，２_Ｃに対して実施するのと同様の通信を行う。

投光器１_Ｂ，１_Ｃは、パルス信号が入力されたことに応じて自装置を一般のスレーブ機器であると認識し、受光器２_Ｂ，２_Ｃと同様の手順で順に投光器１_Ａと通信をし、アドレスの通知を受ける。また投光器２_Ｂ，２_Ｃからも自装置の属性を示す情報が送信される。これらは投光器１_Ａを介してマスタ機器２_Ａに送信される。

上記のとおり、この実施例では、センサＳ_Ａの受光器２_Ａをマスタ機器として機能させ、投光器１_Ａにマスタ機器２_Ａの指示を受けて下位の投光器１Ｂ，１Ｃを管理する機能を付与するが、この関係は逆であってもよい。

上記の接続および各機器間での通信や認識処理によって、センサＳ_Ａ，Ｓ_Ｂ，Ｓ_Ｃによる物体検知システムが構築される。このシステムでは、最上位のセンサＳ_Ａを先頭に、Ｓ_Ｂ，Ｓ_Ｃの順に、他のセンサＳの検出処理の期間に重ならないタイミングで検出処理を実行する。いずれかのセンサＳの検出処理で光軸の遮光状態が検出されると、そのセンサＳの出力回路２７からの出力はオフ状態となる。これによりマスタ機器２_Ａから出力される検出信号もオフ状態となる。

図４は、上記のシステムにおける検出処理のシーケンスを示す。
この実施例の各機器には、あらかじめ、検出処理を開始するタイミングを表す定義情報が登録される。またマスタ機器として機能するセンサ１_Ａの受光器２_Ａは、各スレーブ機器に、それぞれのタイマの動作を合わせることを要求するコマンド信号を送信する。

コマンド信号の送受信の確度を高めるために、マスタ機器ではコマンド信号を連続して２回送信し、スレーブ機器ではコマンド信号を少なくとも1回受信したことに応じて自装置のタイマの動作を補正する。この補正処理は、たとえば、計時のタイミングを示す動作クロックをコマンド信号を受信してから一定時間後に立ち上げ直す処理として実施される。なお、コマンドの受信から補正までに要する時間は、起動時にマスタ機器２_Ａとスレーブ機器とが通信をした際に、両者間での通信に要した時間の長さに基づいて設定され、各スレーブ機器のメモリに登録される。また各コマンド信号にはそれぞれ何回目の送信によるものかを示す識別データが含まれており、スレーブ機器では、最初に受信したコマンド信号の識別データが２回目の送信を示すものである場合には、各コマンド信号が送出される時間間隔に基づいてタイマの補正のタイミングを調整する。

上記の補正処理により、各スレーブ機器は、マスタ機器２Ａに同期するタイミングで計時動作を実施する状態になる。各スレーブ機器は、この補正の時点を基準時点に設定する。マスタ機器２_Ａでもコマンドを送信してからのクロック数に基づき、各スレーブ機器と同じタイミングで基準時点を設定する。これにより各機器における基準時点は同期した状態になる。なお、この実施例での基準時点の設定はタイマの計時時間をゼロリセットする処理として実施されるが、このリセットを実施せずに、基準時点からの経過時間を管理するだけでもよい。

各機器には、検出処理を開始するタイミングを表す定義情報として、基準時点から検出処理を開始する時点までの待ち時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３が登録される。さらにマスタ機器２_Ａの定義情報には、検出処理を開始してから次のコマンドを送信する時点までの待ち時間Ｔ_ＰＯＳＴが含まれる。

各機器は、それぞれ基準時点からそれぞれに定義された待ち時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３が経過するまで待機し、待ち時間が経過したことに応じて検出処理を開始する。

第２位のセンサＳ_Ｂの受光器２_Ｂおよび投光器１_Ｂには、それぞれ第１位のセンサＳ_Ａの待ち時間Ｔ１より長い待ち時間Ｔ２が設定されるが、この時間Ｔ２は、センサＳ_Ａによる検出処理が終了したことに応じて速やかに検出処理を開始できる長さに設定される。
第３位のセンサＳ_Ｃの受光器２_Ｃおよび投光器１_Ｂには、それぞれ第２位のセンサＳ_Ｂの待ち時間Ｔ２より長い待ち時間Ｔ３が設定されるが、この時間Ｔ３も、第２位のセンサＳ_Ｂによる検出処理が終了したことに応じて速やかに検出処理を開始できる長さに設定される。

この実施例では、検出処理の前にセンサ間通信やセンサ内通信が行われることはなく、上記の待ち時間Ｔ１〜Ｔ３の設定とタイマの補正処理とによって対をなす投光器１と受光器２との間での検出処理のタイミングを合わせ、センサＳ間での検出処理の順序や時間間隔を維持する。各待ち時間Ｔ１〜Ｔ３に通信のための時間を含める必要がないので、各センサＳ_Ａ，Ｓ_Ｂ，Ｓ_Ｃによる検出処理のサイクルを大幅に短縮し、システム全体の処理を高速化することが可能になる。

図４には示していないが、各センサＳ_Ａ，Ｓ_Ｂ，Ｓ_Ｃでは，検出処理のほか、ミューティング、ブランキングなどの各種機能に関する情報処理やこの処理結果に応じた出力制御を行ったり（以下、これらの処理を「機能処理」と総称する。）、回路の状態などをチェックする自己診断処理を実行する。これらの処理ではセンサ内通信が必要になることもあるが、いずれの処理も他のセンサＳで検出処理が実施されている間に並列して実施することができる。また、機能処理や自己診断処理は、通常は検出処理に続いて実施されるが、検出処理の前の待ち時間を利用して実施してもよい。このようにすれば、第３位のセンサＳ_Ｃによる検出処理が終了した後は、長い時間を置かずにマスタ機器２_Ａから次のコマンドを送信することが可能になり、処理時間をより一層短縮することができる。

上記図４のシーケンスを実現するための定義情報は、システムの起動後に、マスタ機器であることを認識したセンサＳ_Ａの受光器２_Ａが図５に示す設定処理を実施することにより作成される。以下、この図５を参照して、設定処理の詳細を説明する。

まず、マスタ機器２_Ａは、各スレーブ機器と順に通信をして、そのスレーブ機器の属性（投光器１か受光器２かや光軸数など）を認識すると共に、各スレーブ機器に順位やアドレスを付与する（ステップＳＴ１）。詳細な処理内容は前述したとおりである。

各スレーブ機器に対する認識が完了すると、ステップＳＴ２では、それぞれの認識結果や順位に基づき、投光器１と受光器２との対応関係やセンサＳの数を認識する。

つぎにステップＳＴ３では、各センサＳの光軸数に基づいて、センサＳ_Ａ，Ｓ_Ｂ，Ｓ_Ｃ毎に検出処理に必要な時間（以下、「検出処理時間」という。）を算出する。

待ち時間Ｔ１〜Ｔ３のうち、最上位のセンサＳ_Ａに設定される待ち時間Ｔ１に関しては、あらかじめ適当な時間長さが定められ、これが固定データとして各受光器２のメモリに登録されている。マスタ機器となった受光器２_Ａは、ステップＳＴ４においてこの待ち時間Ｔ１を読み出し、自装置および自装置とペアになる投光器１_Ａの待ち時間に設定する。

さらにステップＳＴ５において、マスタ機器２_Ａは、上記の待ち時間Ｔ１やセンサＳ１，Ｓ２の検出処理時間を用いて、センサＳ２の待ち時間Ｔ２およびセンサＳ３の待ち時間Ｔ３を算出する。

ステップＳＴ６では、各スレーブ機器にそれぞれ該当する待ち時間を送信する。具体的には、各機器のアドレスと待ち時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３とを組み合わせ、これらの組み合わせをセンサ単位または機器単位の情報にして送信する。送信された情報は全てのスレーブ機器に届き、スレーブ機器において、自装置のアドレスに組み合わせられた待ち時間が採用され、メモリに保存される。したがっていずれのスレーブ機器にも、検出処理を正しく実施するのに必要な待ち時間を登録することができる。
なお、待ち時間の送信方法は上記に限らず、アドレスと待ち時間との組み合わせの全てを一括して送信し、各スレーブ機器が、受信した情報から自装置に対応するものを抽出して登録してもよい。

さらにマスタ機器２_Ａは、各センサＳの待ち時間や検出処理時間などに基づき、自装置における検出処理後の待ち時間Ｔ_ＰＯＳＴを算出する（ステップＳＴ７）。そして、待ち時間Ｔ１およびＴ_ＰＯＳＴを自装置に適合する定義情報としてメモリに保存し（ステップＳＴ８）、処理を終了する。

図６は、各機器が登録された待ち時間に基づいて動作する場合の処理手順を機器の種毎に示す。

まず、マスタ機器２_Ａでは、各スレーブ機器に、タイマ補正のためのコマンド信号を一斉送信する（ステップＳＴ１１）。各スレーブ機器は、このコマンド信号を受信したことに応じて自装置のタイマを補正し、その補正の時点を基準時点に設定する（ステップＳ２１，Ｓ２２）。またマスタ機器２_Ａでもコマンド信号の送信後に、各スレーブ機器でのタイマの補正にタイミングを合わせて基準時点を設定する（ステップＳ１２）。前述したとおり、コマンド信号の送受信により各スレーブ機器の動作クロックはマスタ機器２_Ａの動作クロックに同期し、各機器における基準時点も一致するので、基準時点より後の経過時間に対する各機器の認識を整合させることができる。

この後マスタ機器２_Ａでは、待ち時間Ｔ１が経過するまで待機し、待ち時間Ｔ１が経過すると（ＳＴ１３が「ＹＥＳ」）、検出処理を実行する（ステップＳＴ１４）。検出処理が終了すると、引き続き、機能処理や自己診断処理を実行する（ステップＳＴ１５）。これらの処理が終了すると、検出処理が終了してからの時間を待ち時間Ｔ_ＰＯＳＴと比較しながら（ステップＳＴ１６）、待機する。

一方、スレーブ機器では、ステップＳＴ２２でタイマを補正した後は、自装置に登録されている待ち時間が経過するまで待機する。待ち時間が経過すると（ＳＴ２３が「ＹＥＳ」）、検出処理を実行し（ステップＳＴ２４）、引き続き機能処理および自己診断処理を実行する（ステップＳＴ２５）。これらの処理が終了すると、ステップＳＴ２１に戻り、マスタ機器２_Ａからの次のコマンド信号に待機する。なお、待ち時間が機能処理や自己診断処理に要する時間より長い場合には、これらの処理を検出処理より前に実施してもよい。

マスタ機器２_Ａでは、検出処理が終了してからの時間がＴ_ＰＯＳＴに達すると（ＳＴ１６が「ＹＥＳ」）、ステップＳＴ１１に戻って、再びコマンド信号を送信し、ついで自装置の基準時点を再設定する（ステップＳＴ１２）。コマンド信号を受信したスレーブ装置も、自装置のタイマを補正すると共に基準時点を再設定する（ステップＳＴ２１，ＳＴ２２）。以下、各機器において上記と同様の手順を繰り返すことによって、各検査における検出処理が循環する。

図６に示すように、この実施例では、マスタ機器２_Ａが主導して各機器が同じタイミングで基準時点を設定し、センサ間通信やセンサ内通信を行うことなく、それぞれの機器で独立して時間を管理しながら検出処理を開始する。よって各機器の制御手順を簡単にすることができ、また検出処理の循環期間を大幅に短縮することができる。また、検出処理が一巡する都度、各機器の基準時点が再設定されるので、対をなす投光器１と受光器２との間の動作タイミングがずれたり、各センサの検出処理の開始時期が前後にずれるような不備が生じるのを防ぐことができる。

なお、上記の実施例では、マスタ機器２_Ａに待ち時間Ｔ_ＰＯＳＴを登録することによって各機器の検出処理が一巡する都度コマンド信号を送信できるようにしたが、Ｔ_ＰＯＳＴを登録することなく、各機器の検出処理時間や待ち時間を用いて検出処理が一巡したことを認識してコマンド信号を送信するようにしてもよい。また、上記の実施例では、マスタ機器２_Ａでも、各スレーブ機器にタイミングを合わせてタイマをリセットすると共に、対をなす投光器１_Ａと同じ待ち時間Ｔ１を用いて検出処理の開始のタイミングを判別しているが、この処理は必須のものではない。たとえば、マスタ機器２_Ａでは、コマンド信号を送信した時点を基準時点として、基準時点から各スレーブ機器がタイマの補正を完了するのに要する時間に待ち時間Ｔ１を加えた長さの時間が経過したことに応じて検出処理を開始してもよい。

また、各機器の動作クロックの整合性を比較的長く確保できる場合には、検出処理が一巡する都度、コマンド信号を送信する必要はなく、図７に示すように、複数サイクル（図示例では２サイクル）の検出処理を実施してからコマンド信号を送信してもよい。

図７の例では、マスタ機器２_Ａには、図４の例と同様の待ち時間Ｔ１，Ｔ_ＰＯＳＴのほか、検出処理を終了してから次の検出処理を開始するまでの待ち時間Ｔ４が登録される。各スレーブ機器にも検出前の待ち時間Ｔ１〜Ｔ３のほかに、マスタ機器２_Ａと同様の待ち時間Ｔ４が登録される。
待ち時間Ｔ４は、検出処理の周期を管理するために使用される。Ｔ４はＴ_ＰＯＳＴとほぼ同じ長さに設定してもよいが、機能処理や自己診断処理の時間に影響を及ぼさない範囲でＴ_ＰＯＳＴより短くしてもよい。

この例でも図４の例と同様に、マスタ機器２_Ａからのコマンド信号の送信に応じて各スレーブ機器でタイマが補正され、マスタ機器２_Ａを含む各機器においてタイマの補正の時点が基準時点に設定される。マスタ機器２_Ａでは、基準時点から待ち時間Ｔ１が経過したことに応じて検出処理を実行する。スレーブ機器も、基準時点から自装置に適合する待ち時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３が経過したことに応じて検出処理を実行する。

マスタ機器２_Ａでは、検出処理を開始する都度、その実行回数を計数しており、この計数値があらかじめ定めた上限値に達するまでは、検出処理後の経過時間が待ち時間Ｔ４に達したことに応じて次の検出処理を実行する。スレーブ機器でも、検出処理後にマスタ機器２_Ａからのコマンドを受けることなく待ち時間Ｔ４が経過すると、自発的に次の検出処理を実行する。

マスタ機器２_Ａでは、検出処理の実行回数の計数値があらかじめ定めた上限値に達すると、実行中の検出処理が終了して待ち時間Ｔ_ＰＯＳＴが経過したことに応じて各スレーブ機器にコマンド信号を送信し、基準時点を更新する。各スレーブ機器も，コマンド信号の受信に応じて自装置のタイマの動作を補正し、その補正の時点を新たな基準時点とする。
以下、各機器において同様の手順を繰り返すことにより、各センサＳの検出処理が定められた回数分循環する都度、各スレーブ機器のタイマの動作が補正されると共にマスタ機器を含む全機器の基準時点が更新される。これにより各機器における計時時間を整合させて各センサＳの検出処理の進行の精度を維持することができる。

なお、マスタ機器２_Ａでは、ミューティングやインターロックの制御に関わる情報など、各機器間で共有すべき情報をスレーブ機器に送信する場合があるが、これらの情報も、上記のコマンド信号と共に各スレーブ機器に一斉送信することができる。

また、上記の実施例では、システムの起動後に、各スレーブ機器に検出処理のタイミングを示す定義情報を送信し、以後、この定義情報に基づき規則的な周期で検出処理が行われるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、マスタ機器において、外乱光の影響などに応じて自装置の検出処理の開始タイミングを変更する機能を設定し、この機能により検出処理の開始タイミングが変更された場合には、変更後のタイミングにより検出処理を行う前に、変更前の開始タイミングに対する変更後の開始タイミングのずれ量（正または負の値）を示す情報をコマンド信号と共に各スレーブ機器に一斉送信してもよい。この送信を受けたスレーブ機器では、自装置に登録されている待ち時間に受信した情報が示すずれ量を加算することにより待ち時間を更新し、以後、更新後の待ち時間を用いて検出処理の開始タイミングを判別する。

上記の処理によれば、マスタ機器２_Ａにおける検出処理の開始タイミングが変更された場合には、その直後の各スレーブ機器における検出処理の開始タイミングも、マスタ機器２_Ａに合わせて変更される。

上記の実施例では、システムの起動時に各機器が自装置がマスタ機器であるか、スレーブ機器であるかを認識した後に、マスタ機器において図５に示した設定処理を実施することにより、各機器に検出処理のタイミングを示す定義情報を設定するので、システムの構成が変更された場合にも、その変更に容易に対応することができる。ただし、これに限らず、各機器において、機器の種別に関する認識結果や定義情報を電源遮断後も保存し、外部からリセット信号が入力されたことに応じてこれらの情報を消去し、認識処理や定義情報の設定処理をやり直すようにしてもよい。

Ｓ（Ｓ_Ａ，Ｓ_Ｂ，Ｓ_Ｃ） 多光軸光電センサ
１ 投光器
２ 多光軸光電センサ
２_Ａ マスタ機器
１_Ａ，１_Ｂ，１_Ｃ，２_Ｂ，２_Ｃ スレーブ機器
１１ 発光素子
２１ 受光素子
１４，２４ 光軸順次選択回路
１５，２５ 制御回路
１６，２６ 通信回路

Claims (6)

1. 複数の多光軸光電センサの投光器および受光器が通信線を介して相互に接続されると共に、センサ間での通信に基づき、センサ毎の検出処理を順番に進行させる物体検知システムであって、
   各多光軸光電センサの投光器および受光器は、それぞれ自装置における動作のタイミングを判別するためのタイマを具備すると共に、これらの機器の中の１台がマスタ機器として機能し、
   前記マスタ機器は、システム内のセンサの関係および各センサの光軸数に基づき、自装置を含む各機器における検出処理のタイミングを定める定義情報を作成する定義情報作成手段と、システム内の他の機器にそれぞれ前記定義情報を送信する定義情報送信手段と、自装置のタイマによる計時時間と前記定義情報とに基づき各センサの検出処理の循環周期を認識しつつ、当該周期が所定サイクル進行する期間に相当する時間が経過したことに応じて他の機器に前記タイマの動作を合わせることを求めるコマンドを一斉に送信するタイマ制御手段と、自装置に適合する定義情報に基づき検出処理を実施すべきタイミングを判別して検出処理を実行する検出制御手段とを具備し、
   前記マスタ機器以外の各機器は、マスタ機器から送信された定義情報を記憶する記憶手段と、マスタ機器からのコマンドに応じて自装置のタイマを補正するタイマ補正手段と、自装置に適合する定義情報に基づき、タイマを補正した時点を基準に検出処理を実施すべきタイミングを判別して検出処理を実行する検出制御手段とを具備する、
   物体検知システム。
2. 前記マスタ機器の定義情報作成手段は、自装置を含む各機器に対し、基準の時点から検出処理を開始するまでの待ち時間を示す定義情報を作成し、
   前記マスタ機器のタイマ制御手段は、各センサの検出処理が一巡する期間に相当する時間が経過する都度、前記タイマの動作を合わせることを求めるコマンドの一斉送信を実行し、
   前記マスタ機器以外の各機器の検出制御手段はそれぞれタイマを補正した時点を基準の時点として、マスタ機器はコマンドの送信から他の機器でタイマが補正されるのに相当する時間が経過した時点を基準の時点として、それぞれ基準の時点から自装置に適合する定義情報が示す待ち時間が経過したことに応じて検出処理を実行する、
   請求項１に記載された物体検知システム。
3. 前記マスタ機器の定義情報作成手段は、自装置を含む各機器に対し、基準の時点から検出処理を行うまでの待ち時間を示す情報と検出処理の周期を示す情報とを含む定義情報を作成し、
   前記マスタ機器のタイマ制御手段は、各センサの検出処理が２以上の所定サイクル循環する期間に相当する時間が経過したことに応じて、前記タイマの動作を合わせることを求めるコマンドの一斉送信を実行し、
   前記マスタ機器以外の各機器の検出制御手段はそれぞれタイマを補正した時点を基準の時点として、マスタ機器はコマンドの送信から他の機器でタイマが補正されるのに相当する時間が経過した時点を基準の時点として、それぞれ基準の時点から自装置に適合する定義情報が示す待ち時間が経過したことに応じて検出処理を実行した後、当該定義情報が示す周期に従って検出処理を繰り返し実行する、請求項１に記載された物体検知システム。
4. 前記マスタ機器は、自装置における検出処理の開始タイミングが変更されるように自装置に適合する定義情報を変更するタイミング変更手段をさらに具備し、
   前記マスタ機器のタイマ制御手段は、タイミング変更手段により変更された定義情報に基づく検出処理が開始される前に、変更前の検出処理の開始タイミングに対する変更後の検出処理の開始タイミングのずれ量を示す情報を前記タイマの動作を合わせることを求めるコマンドと共に他の機器に一斉に送信し、この送信を受けた各機器では、コマンドに応じて自装置のタイマを補正すると共に、当該コマンドと共に送信された情報を用いて自装置での検出処理が開始される前に前記記憶手段内の定義情報を更新する、請求項１〜３のいずれかに記載された物体検知システム。
5. 前記マスタ機器のタイマ制御手段は、他の機器に対し、前記タイマの動作を合わせることを求めるコマンドと共に自装置を含む各機器が共有すべき情報を一斉に送信する、請求項１に記載された物体検知システム。
6. 前記マスタ機器の定義情報作成手段は、起動後に他の機器と通信を行うことにより、システム内のセンサの関係および各センサの光軸数を認識し、その認識結果に基づき前記定義情報を作成し、定義情報送信手段は、前記定義情報の作成が完了したことに応じて当該定義情報を他の機器に送信する、請求項１に記載された物体検知システム。

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