JP3004494U - センサーコントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】各種センサを有効に利用するためのセンサーコ
ントローラを提供する。 【構成】各センサ１３からのアナログ信号１４を所望レ
ベルに変換するレベル変換機能１５と、それをデジタル
化するためのＡ／Ｄ変換機能１６と、信号メモリ機能１
７、クロック選択機能１８、トリガ制御機能１９と、不
要成分除去機能２０、特徴点抽出機能２１、特徴点拡張
機能２２と、特徴点間の相対関係を算出する特徴点間演
算機能２３と、これにより算出された値とマンマシンコ
ミュニケーション制御から得られた判定規格値を比較し
良否の判定を行い出力する比較判定機能２４と、信号波
形、特徴点、拡張特徴点、演算結果およびマンマシンコ
ミュニケーション情報をグラフまたは文字で表示させる
ための表示制御機能２５と、表示器３と、マンマシンコ
ミュニケーション制御機能２７と、検査手順メモリ２８
とから構成されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、各種センサを有効に利用するためのセンサーコントローラに関す るものである。

【０００２】

【従来の技術】

各製造工程において、高い品質を有する製品を低コストで生産するために、人 手による組立作業を自動組立機に置き換えたり、作業者の目視や感覚による製品 検査作業を自動検査機に置き換えたりする要望が多い。

【０００３】 これを実現するためには、これらの機械が正常に運転されているか、製品が規 格通りに製造されているかを自動的に監視させるために、作業者の目視や感覚に 変わるセンサ類の存在が必要不可欠であり、様々なセンサが開発され、安価に実 用に供されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

前述の要望を実現させるためには、センサーの開発に加えてその出力の利用手 段、つまりセンサーコントローラも大切な要素である。

【０００５】 このセンサーコントローラに着目してみると、従来センサーコントローラのう ちで最も一般的なものは、いわゆるコンパレータ（比較機）型と呼ばれるもので 、センサからの出力レベルが予め設定されたしきい値より大か否かで良否を判定 するものである。

【０００６】 これについては、メータリレー・デジタルコンパレータ等の名称で数多くのも のが、安価に供給され広く用いられている。

【０００７】 このタイプのものは操作が容易であることから、現場作業者自身での設置・利 用が可能であり、改良・保守作業も迅速に行われている。

【０００８】 これに対して、近年では下記の例に示すように、単に出力レベルの大小だけで は安定した判定が困難な用例が増えている。

【０００９】 ＜例１＞押しボタンスイッチの組立工程では、スイッチを押した時のクリック 感を検査し、規格外品は出荷しないようにする必要性がある。

【００１０】 図２４は、ロードセルを使用したクリック力測定装置の例である。図２５は、 その出力波形であり、横軸がスイッチを押す場合のストロークであり、縦軸がロ ードセル４４の出力（スイッチからの反力）である。クリックの定量的な判定は 、図２５のＡ部分における反力の減衰量とＢ部分における減衰の変化度の両方が 予め定められた規格範囲内にあるか否かで決定される。

【００１１】 図２６は、広く使用されているコンパレータ型のセンサーコントローラを用い て判定を行う例である。

【００１２】 二つのコンパレータ１・２を使用し、それぞれＡだけ異なるしきい値を設定し 、Ｃ部分とＤ部分のようにしきい値をクロスするかを監視する。

【００１３】 Ｃ部分またＤ部分のいずれかがクロスしなければ不良であり、クロスした場合 にはＣ・Ｄ間のストローク差Ｂが規格に入っていれば良品であり、そうでなけれ ば不良品である。

【００１４】 この装置では、個々のスイッチの反力のばらつきを考慮しなかったため安定し た判定は困難であった。

【００１５】 図２７は、個々のスイッチのばらつきを説明する図である。

【００１６】 クリックに至る量が各スイッチごとに異なるため、一定のレベルでコンパレー トしても無意味であることが分かる。

【００１７】 この場合には、ストロークがゼロの状態から逐次反力を測定し、最初のピーク （山）を探し、その後にボトム（谷）を求めて規格値内かどうかで判定すること により安定な判定が可能である。

【００１８】 ＜例２＞ 注射針の組立工程の場合、注射針の研磨面（刃面）を一定の向きにそろえて組 み立てる要請があった。

【００１９】 図２８は、この向き揃え装置の説明図である。

【００２０】 ステッピングモータ５５で針５１を回転させる機構と、反射光量の変化により 刃面を検出するセンサ５４から構成されている。動作は、針５１を回転させ、刃 面を検出した位置で回転を停止させ、次工程で接着剤で固定させるというもので ある。

【００２１】 図２９は、この装置から得られる出力波形であり、横軸が回転角度であり、縦 軸が反射光量である。

【００２２】 この例の場合も、個々の針の太さ・曲がり・外周の表面状態・外乱光との影響 で反射光量にばらつきがあり、一定レベルのしきい値を用いたコンパレータ方式 のセンサーコントローラでは安定な判定は困難であった。

【００２３】 図３０は反射光量のばらつきを説明する図である。

【００２４】 この場合には、最初に無条件に針を１回転させ、この間に逐次反射光量を測定 して、反射光量が最大となる回転角度位置を探し、その角度位置まで回転させた 後、回転を停止する方式により安定な制御が可能になった。

【００２５】 上記のような従来の用例においてはこれまで ◎オシロスコープ等による出力波形の観測 ◎解析・検討 ◎アナログ／デジタル変換機やマイクロコンピュータ等の選定・調達 ◎必要とする判定アルゴリズムのコンピュータプログラム言語での記述 ◎コンパイラ（翻訳プログラム）によって実行可能な書式への変換 ◎試運転 等の過程を経て開発を進めてきた。

【００２６】 また、開発に当たっては各機器に対する知識やプログラム言語に精通する必要 があり、当該専門の技術者により開発が行われていた。

【００２７】 一般に、このような技術者は開発部門または外部専門業者に属し、現場作業に は精通していないことが多く、現場に精通した作業者からのノウハウの委譲を必 要としていた。そして、そのノウハウの委譲能力が技術者の評価基準となってい た程である。

【００２８】 つまり、ノウハウの委譲がうまくできなかった場合には、開発期間の長期化や 不十分な性能や判定の不安定などの問題が発生していた。

【００２９】 さらに、現場に設置後、実際に使用した上での種々の改良要望が提起されるの が常であるが、この場合にも現場作業者が手を出せないため、迅速な対応が困難 であった。

【００３０】 そこで、この考案は上記問題点を解決すべく、以下に示す特徴を有し、なおか つ現場の作業者自身が作業の合間に、まず現場に設置し、現場の生のデータを採 取しながら、作業の合間に試行錯誤的にアルゴリズムを改編していくといった現 場的な方法で検査システムを開発できるセンサコントローラを実用に供すること を目的として考案されたセンサコントローラである。

【００３１】 すなわち （イ）従来のコンパレータ型では検出が困難であった、変動要素が大きい信号波 形の中から微妙な信号を抽出できること （ロ）現場作業者にも設置が容易であること （ハ）信号波形の解析を容易とするよう、信号波形表示機能を備えていること （ニ）検査判定アルゴリズムの開発に特別なコンピュータプログラム言語を不要 とし、操作が簡単であること （ホ）標準化されたアルゴリズム要素の組み合わせで、各種用途に幅広く使用で きるようにし、低価格に供給でき得るものであること を可能とするものである。

【００３２】

【課題を解決するための手段】

すなわちこの考案のセンサコントローラは、 アナログ信号を所望レベルに変換するレベル変換機能と、 それをデジタル化するためのアナログ・デジタル変換回路と、 デジタルに変換された信号を格納する信号メモリ機能と、 信号メモリに取り込む際のサンプリングの刻みを制御するクロック選択機能と 、 サンプリングの開始条件を決定するトリガ制御機能と、 平滑機能・微分機能・周期性成分除去機能・信号波形正規化機能からなる信号 不要成分除去機能と、 最大値・最小値・平均値・山・谷・平坦中心・段差中心・エッジ・座標原点と からなる信号中の特異な部分を探し出す特徴点抽出機能と、 範囲の規制・位置の指定・位置の分割からなる特徴点拡張機能と、 横方向の差・縦方向の差・距離・傾きからなる特徴点間の相対関係を算出する 特徴点間演算機能と、 これにより算出された値と判定規格値を比較し良否の判定を行い出力する比較 判定機能と から構成されることを特徴とするものである。 またこの考案は、 信号波形・特徴点・拡張特徴点・演算結果・マンマシンコミュニケーション情 報をグラフまたは文字で表示させるための表示制御機能と、 その表示器と、 表示内容の選択やキースイッチを通しての操作者の意志を読み取り処理機能の 選択・手順の情報を保存させるためのマンマシンコミュニケーション制御機能と 、 検査手順メモリと、 検査手順メモリの内容に沿って各機能を制御する検査手順制御機能と、 これらに一定の電圧を供給する定電圧電源 とから構成されることを特徴とするものである。

【００３３】 さらにこのセンサコントローラは、強靭な小型ケースに収容し、制御盤等に設 置が容易となるように構成したことを特徴としている。

【００３４】

【作用】

この考案は以上のように構成したから、 ａ．信号波形の中の標準的でかつ重要な特徴点を選択し、若しくはそれをベース に特徴点を拡張選択して検査対象を登録するようになっていること ｂ．最大値・最小値・平均値・山・谷・平坦中心・段差中心の各値は、ある場合 には注射針の刃面を意味しある場合はキースイッチのクリック力を意味するよう に、対象とする信号波形の中で何らかの物理的な意味を持っており、これらの相 対的または絶対的な位置量・付随的に発生する非位置量（山の数など）を利用す ることがセンサ信号の解析に有用であること ｃ．これらの特徴点はグラフィック上に表示が容易であり、グラフ上での選択も 簡単であることから、操作者が容易にしかも直感的に理解した上で（つまりアル ゴリズムの選択をしていることに気づかない状態で）設定することができること ｄ．選択の解除や削除も同様に操作できるため、設置後の改造に対しても迅速な 操作者の対応が可能であること などにより、 センサからの信号を受け、それをオシロスコープのようにグラフにて表示す るので、波形解析機器を接続することなく、随時、目視確認ができる。

【００３５】 センサ信号に混入する、不要成分を選択除去できる。

【００３６】 検査対象に対する監視項目が、グラフ上で直感的に選択・修正ができる。

【００３７】 基本的でかつ重要ないくつかの必要不可欠な要素の選択・組み合わせだけで アルゴリズムが実現できるので、短時間で操作に習熟することができる。

【００３８】 要素間の相対的な位置算出機能と、正規化機能とにより、変動が多い信号中 の微小な変化量も安定に抽出判定ができる。

【００３９】 これらの機能が、小型で堅牢なケースに一体化され、制御盤等に設置が容易 である。

【００４０】 アルゴリズムの選択を操作者に委ねられるため、センサーコントローラ自体 は汎用品として生産でき、結果的に低価格な装置として供給が可能である。 という顕著な作用効果を得ることができる。

【００４１】

【実施例】

以下、この考案の実施例を図面に基づき説明する。

【００４２】 図１ないし図３はこの考案によるセンサコントローラの一実施例を示し、それ ぞれ正面図、右側面図および背面図である。

【００４３】 センサーコントローラ本体１の正面パネル２には、操作者とのコミュニケーシ ョンを図るために、グラフィックおよび文字を表示する表示器３（例えば液晶表 示器）といくつかのキースイッチ４から構成されている。背面パネル６には外部 からの電源供給を受けるための端子７と、外部からのセンサー信号を取り込むた めの信号入力端子８と、判定結果を出力させるための出力端子９と、外部機器と の接続を図るための並列入出力端子１０と、シリアル入出力端子１１と、判定ア ルゴリズムの補助記憶用のメモリカード１２から構成されている。

【００４４】 図４は、内部機能の構成を説明する図である。

【００４５】 この考案のセンサーコントローラは、本体１外部に接続した各センサ１３から のアナログ信号１４を所望レベルに変換するレベル変換機能１５と、それをデジ タル化するためのアナログ・デジタル変換機能（以下、Ａ／Ｄ変換機能という。 ）１６と、デジタルに変換された信号を格納する信号メモリ機能１７と、信号メ モリに取り込む際のサンプリングの刻みを制御するクロック選択機能１８と、サ ンプリングの開始条件を決定するトリガ制御機能１９と、信号中の不要な成分を 除去するための不要成分除去機能（以下、フィルタ機能という。）２０と、信号 中の特異な部分を探し出す特徴点抽出機能２１、特徴点拡張機能２２と、特徴点 間の相対関係を算出する特徴点間演算機能２３と、これにより算出された値とマ ンマシンコミュニケーション制御から得られた判定規格値を比較し良否の判定を 行い出力する比較判定機能２４と、信号波形、特徴点、拡張特徴点、演算結果お よびマンマシンコミュニケーション情報をグラフまたは文字で表示させるための 表示制御機能２５と、表示器３と、表示内容の選択やキースイッチを通しての操 作者の意思を読み取り処理機能の選択および手順からなる処理手順を保存させる ためのマンマシンコミュニケーション制御機能２７と、検査手順メモリ２８と、 これらに一定の電圧を供給する定電圧電源２９とから構成されている。

【００４６】 以下に各構成要素の説明をする。 ＜レベル変換機能＞ センサ１３からのアナログ出力信号１４は、４−２０ｍＡの電流出力である場 合と電圧出力（±５Ｖ、±１０Ｖ）である場合があり、電流の場合には一旦抵抗 器を介して電圧に変換し、また電圧の場合にはそのままの値を、Ａ／Ｄ変換器１ ６の入力に最適なレベル（本考案のセンサコントローラでは±５Ｖ）になるよう 電圧を変換する機能である。 ＜Ａ／Ｄ変換機能＞ アナログ信号１４を、メモリへの保存や演算処理に適したデジタル信号に変換 する機能である。 具体例として、本実施例では、±５Ｖの電圧入力を１６ビットの２進数値に変換 している。 ＜クロック選択機能＞ アナログ量をデジタルに変換する際の時間的な刻みとして、何種類かの内部ク ロック（時計）３０または、外部からのパルス信号３１の中から選択する機能で ある。 各用途毎に信号の得られる時間が異なるため、マンンマシンコミュニケーション 制御機能２７を介して操作者が適宜選択することができる。

【００４７】 また、対象製品の寸法計測等の用途では、時間的なクロックではなく、移動距 離に応じて得られるパルス信号（例えばエンコーダのパルス出力）を刻みとした 方が移動スピードの変化を受けない等の長所があり、これも選択可能となってい る。 ＜トリガ機能・格納開始条件選択機能＞ 信号メモリの大きさは有限（本実施例では８０９６データ）であり、信号中の 検査対象部分を的確にこの中に格納させるために、何種類かの格納の開始条件を 選択可能となっている。

【００４８】 １つは、信号の大きさによるもので、信号がある値以上またはある値以下にな った時点を条件とするものである。

【００４９】 外部の駆動装置により移動を開始させるような用途では、駆動装置をＯＮ／Ｏ ＦＦさせる信号を横取りして信号の大きさとは別に、条件とするのが有効であり 、この場合には外部からのトリガ信号入力３２を選択できる。

【００５０】 また、設置直後などではセンサー１３の出力が全く予知できないこともあり、 この場合のために、開始条件に制約を設けないで入力されるままの信号波形を観 察ように使用することも可能となっている。

【００５１】 これらの中からどれを選択するのか、どれだけずらすのかは、マンマシンコミ ュニケーションにより決定される。 ＜信号メモリ＞ 信号データを格納する記憶装置であり、本実施例では半導体メモリによる記憶 素子を使用している。

【００５２】 また、電源が断となっても記憶内容が消えないようにバッテリーバックアップ されている。 ＜フィルタ機能＞ 信号メモリ１７に格納された後に不要成分除去機能２０により信号中の不要成 分を除去することができる。

【００５３】 除去機能には、平滑機能、微分機能、周期性成分除去機能、信号波形正規化機 能が備わっており、このうちのどれを使用するのかは、マンマシンコミュニケー ションにより決定される。 ＜平滑機能＞ 図５は平滑機能の説明図である。

【００５４】 平滑化機能は、適当な幅の中の全データに対して移動平均を用いて実現してい る。信号成分が低い周波数で、直流モータのブラシから発するような高い周波数 の不要成分を除去するような場合に有効である。 ＜平滑化微分＞ 図６は平滑化微分機能の説明図である。

【００５５】 平滑化微分は、信号成分内の変化分以外を除去する機能である。大きいが緩や かな変化の中にある急峻で僅かの変化を抽出するような場合に有効である。本実 施例では、平滑化微分は適当な幅の中の全データのここに適当な係数を重みとし て掛け、平均化して実現している。 ＜周期性成分除去機能＞ 図７は周期性成分除去機能の説明図である。

【００５６】 対象物を回転させて検査する場合、回転に伴う偏心成分が不要成分となること がある。

【００５７】 この偏心成分は、信号波形をフーリエ級数に展開した場合の第一次成分となる ことが広く知られており、この考案の実施例でもこれを利用して抽出・削除して いる。 ＜位置の正規化＞ 図８は位置の正規化の説明図である。

【００５８】 板状の製品表面の段差寸法の測定などでは、板の保持状態によっては板そのも のが傾いたりし、正確な寸法測定ができない場合がある。

【００５９】 このような場合に、板の傾きに合わせて、信号を逆に傾けるように補正すると 正確に段差を測定することができる。

【００６０】 得られた信号が基準となる信号に対してどの程度変形・移動しているかを求め 、それに基づいて回転・拡大縮小・縦横移動の各処理（これらを統合して一般的 にはアフィン変換と呼ばれている。）を行うことにより実現している。 ＜特徴点の抽出機能＞ アルゴリズム開発支援機能として、特徴点抽出機能２１を備えている。特徴点 とは、信号の中の、最大値（図９）・最小値（図１０）・平均値（図１１）・山 （図１２）・谷（図１３）・平坦中心（図１４）・段差中心図１５）・エッジ（ 図１６）などのように特殊な位置と、座標原点とからなり、本装置はその全てを 一旦抽出する。そしてマンマシンコミュニケーションに従って、その中から必要 とするものを選択可能なようになっている。

【００６１】 例えば最大値と５番目の平坦中心のレベルとかを選択できる。 ＜特徴点の拡張機能２２＞ 特徴点だけでは不十分な場合のために、特徴点の拡張機能が備わっている。拡 張機能には、範囲の規制と、位置の指定と、位置の分割がある。 ＜範囲の規制＞ 図１７に示すように、予め有効な信号成分が現れる概略の位置が分かっている 場合に、この範囲内で最大値や最小値を求めることにより有効な基準を得ること ができる。 ＜位置の指定＞ これも、信号波形の概略が分かっている場合に有効で、図１８の例では最大値 を基準としてそこから一定位置のエッジを新たな特徴点として拡張する場合を示 している。

【００６２】 この例では縦方向の位置を指定しているが、同様な方法で横方向の指定も可能 である。

【００６３】 またこの例では、最大値を基準に相対的な位置を指定している例であるが、基 準を座標原点とすれば絶対位置で指定することもできる。 ＜位置の分割＞ 図１９は既に抽出された２つの特徴点（最大値・最小値）を基準にして、ある 比率で分割した位置を指定し、そのエッジを新たな特徴点として拡張する場合の 例を示している。 ＜特徴点間の演算機能＞ 前述のように抽出された特徴点・拡張特徴点から必要なものだけを選択し、そ れらの各特徴点間の相対値を演算できる。

【００６４】 相対値には、横方向の差（図２０）・縦方向の差（図２１）・距離（図２２） ・傾き（図２３）があり、この中から選択できる。

【００６５】 また、一方の特徴点を座標原点とすれば、相対値だけではなく絶対値を算出す ることができる。 ＜比較判定機能＞ 前述までの説明で得られた位置の量と、それとは別に特徴点を抽出した際に副 次的に得られた非位置の量（エッジ数・山数・谷数・平坦数・段差数）と、操作 者が任意に選択できる定数との間で４則演算を行うことができる。

【００６６】 この検査判定対象値と、マンマシンコミュニケーションで決定される良品限界 値とを比較して良否の判定が行われ、判定結果が出力信号として外部に出力され る。 本考案の実施例においては数チャンネル平行判定方式と、１チャンネル分類判定 方式の２種類の判定方式を備えている。 ＜複数チャンネル平行判定方式＞ 本実施例では８チャンネル平行判定方式を採用している。

【００６７】 検査対象値は８種類までを選定することができ、一方マンマシンコミュニケー ションにより、それに応じた良品限界値（下限値・上限値）を操作者に設定して もらい、各チャンネル毎に 下限値≦検査対象値≦上限値 ならば、それを良品と判定し、そうでなければ不良と判定する。 出力は、８種類までの検査対象毎に、個々に出力される。

【００６８】 ＜１チャンネル分類判定方式＞ 検査対象値は１種類だけを選択し、それに応じた限界値をマンマシンコミュニケ ーションにより７つ設定してもらい、 検査対象値≦設定１ならば分類１と判定する 設定１＜検査対象値≦設定２ならば分類２と判定する 設定２＜≦検査対象値≦設定３ならば分類３と判定する 設定３＜検査対象値≦設定４ならば分類４と判定する 設定４＜検査対象値≦設定５ならば分類５と判定する 設定５＜検査対象値≦設定６ならば分類６と判定する 設定６＜検査対象値≦設定７ならば分類７と判定する 設定７＜検査対象値 ならば分類８と判定する この場合には、検査対象に対して、いずれかの分類判定出力が出力される。 ＜表示制御機能・表示器＞ グラフと文字を表示でき得る表示器３に対して、信号波形の表示とそれに付随 したスケール目盛りの表示と、特徴点・拡張特徴点の位置を示すマークの位置と 、位置の指定等で一時的に表示するいわゆるカーソルマークの表示と、特徴点間 の演算を操作者に分かりやすく表示させるための補助線マークの表示と、特徴点 間演算結果や検査対象値や良品限界値を表示するための数字表示と、操作者への メッセージを表示に使用する漢字を含めた文字の表示とを行うことができる。 ＜マンマシンコミュニケーション制御機構２７＞ 選択可能な項目の表示とそれに対する操作者の応答をキースイッチ４を介して 読み取り、次に処理すべき内容を決定し検査手順メモリ２８に格納する機能と、 検査手順制御機能２６を介して各機能を選択実行させる機能と、また、同時に、 次に実行すべき内容を決定し、表示制御機能に指示を発する機能を実行すること ができる。 ＜処理手順メモリ＞ 操作者が選択した内容を、手順を含めて格納することができる。 ＜処理手順制御機能＞ 既に操作者によって選択済みの処理手順を処理手順メモリから読み込み、各処 理機能単位に指示信号を分解して伝達することができる。 （各機能の連結作用） ＜メインメニュー＞ 本実施例では、既に検査手順が登録格納されていれば、電源投入時にその検査 手順で検査開始可能な状態になり、スタート信号３４の入力により、検査を開始 できるようになっている。

【００６９】 検査手順が登録されていない場合や、検査中であっても操作者のキー操作によ る強制中断時にはメインメニューが表示される。

【００７０】 メインメニューは、「サンプリング条件の選択」と、「特徴点・特徴点間演算 の選択」と、「検査対象の登録」と、「比較判定の登録」と、「検査手順の保存 ・読み出し」と、「検査実行」の各項目により構成されている。 ＜サンプリング条件の選択＞ 通常は、まず、サンプリングした信号波形を無条件にグラフィックで表示する 。さらに、備えられたサンプリングクロックとトリガ条件の一覧メニューが表示 される。

【００７１】 操作者は、逐次表示される信号波形の大きさと形状を観察しながら、適切なサ ンプリングクロックの選択やトリガ条件の選択・修正を行うことができる。

【００７２】 操作者がこれを選択すると、再びメインメニューに移行する。 ＜特徴点・特徴点間演算の選択＞ 備えられた特徴点抽出機能・拡張特徴点抽出機能・特徴点間演算機能の一覧メ ニューが表示される。

【００７３】 この中から操作者が特徴点抽出機能または拡張特徴点抽出機能の中のいずれか を選択すると、信号波形とともに特徴点の位置を示すマークがグラフィック表示 される。

【００７４】 このとき、何種類もの特徴点を順次選択することもできるし、特徴点によって は例えば「山」のように数個の特徴点が抽出表示もされる。

【００７５】 複数の特徴点位置を示すマークの中のただ１つだけに「注目している」という 意味のマークが表示される。キー操作により、このマークは順次他の特徴点位置 に移行していくことができ、操作者はそれを観察しながら、その中の何点かを選 択したり、または選択を解除したり、または表示そのものを削除することができ る。

【００７６】 次に操作者が特徴点間演算機能を選択すると、既に必要な特徴点位置の選択が 終わっていれば、特徴点間演算が実行され、その値が数字で表示される。

【００７７】 また、まだ特徴点を選択していない場合や特徴点を削除した場合などで特徴点 の選択数が不足する場合には、その旨の表示（例えば特徴点間演算値を表示する 位置に数字の代わりに？？？）が表示され、再び、特徴点抽出機能・拡張特徴点 抽出機能を選択することができる。

【００７８】 また、既に選択された特徴点間演算機能の選択を解除することもできる。

【００７９】 さらに、キー操作により、操作者によって演算値に変数名（例えばピーク１） を付けることができる。

【００８０】 事項での検査対象値を先に登録した場合のために、具体的な内容が定義されて いない変数名の一覧メニューを表示し、その中から変数名を選択することもでき る。 ＜検査対象値の登録＞ 既に選択された特徴点間演算値の変数名の一覧メニューと、選択された特徴点 間によっては非位置の量（例えば「山の数」など）の一覧メニューが表示される 。 操作者はこれらの変数の中のいくつかと、キースイッチ４から入力された数字（ 定数という）と、キースイッチ４から入力される新たな変数名を使った演算式を キースイッチ４により登録することがことができる。

【００８１】 新たな変数名とは、特徴点間演算を選択する前に、先に検査対象値を登録する ような場合に使用することができる。 また、検査実行時の表示を見やすくさせる目的で、検査対象値にもキースイッチ ４を使って名前を付けることができる。

【００８２】

【考案の効果】

この考案は以上のように構成したので、 ａ．信号波形の中の標準的でかつ重要な特徴点を選択し、若しくはそれをベース に特徴点を拡張選択して検査対象を登録するようになっていること。 ｂ．最大値・最小値・平均値・山・谷・平坦中心・段差中心の各値は、ある場合 には注射針の刃面を意味しある場合はキースイッチのクリック力を意味するよう に、対象とする信号波形の中で何らかの物理的な意味を持っており、これらの相 対的または絶対的な位置量・付随的に発生する非位置量（山の数など）を利用す ることがセンサ信号の解析に有用であること。 ｃ．これらの特徴点はグラフィック上に表示が容易であり、グラフ上での選択も 簡単であることから、操作者が容易にしかも直感的に理解した上で（つまりアル ゴリズムの選択をしていることに気づかない状態で）設定することができること 。 ｄ．選択の解除や削除も同様に操作できるため、設置後の改造に対しても迅速な 操作者の対応が可能であること。 などの作用により、 センサからの信号を受け、それをオシロスコープのようにグラフにて表示 するので、波形解析機器を接続することなく、随時、目視確認ができる。

【００８３】 センサ信号に混入する、不要成分を選択除去できる。

【００８４】 検査対象に対する監視項目が、グラフ上で直感的に選択・修正ができる。

【００８５】 基本的でかつ重要ないくつかの必要不可欠な要素の選択・組み合わせだけで アルゴリズムが実現できるので、短時間で操作に習熟することができる。

【００８６】 要素間の相対的な位置算出機能と、正規化機能とにより、変動が多い信号中 の微小な変化量も安定に抽出判定ができる。

【００８７】 これらの機能が、小型で堅牢なケースに一体化され、制御盤等に設置が容易 である。

【００８８】 アルゴリズムの選択を操作者に委ねられるため、センサーコントローラ自体 は汎用品として生産でき、結果的に低価格な装置として供給が可能である。 という顕著な効果を奏するセンサコントローラを提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案のセンサーコントローラの１実施例を
示す正面図である。

【図２】その実擬側面図である。

【図３】その背面図である。

【図４】その内部機能構成図である。

【図５】平滑化の説明図である。

【図６】平滑化微分の説明図である。

【図７】周期性成分除去の説明図である。

【図８】位置の正規化の説明図である。

【図９】最大値の説明図である。

【図１０】最小値の説明図である。

【図１１】平均値の説明図である。

【図１２】山の説明図である。

【図１３】谷の説明図である。

【図１４】平坦中心の説明図である。

【図１５】段差中心の説明図である。

【図１６】エッジの説明図である。

【図１７】範囲の規制の説明図である。

【図１８】位置の指定の説明図である。

【図１９】位置の分割の説明図である。

【図２０】横方向の差の説明図である。

【図２１】縦方向の差の説明図である。

【図２２】距離の説明図である。

【図２３】傾きの説明図である。

【図２４】従来例のうちロードセルを使用したクリック
力測定装置の概略図である。

【図２５】その出力波形図である。

【図２６】一般的なコンパレータ方のセンサーコントロ
ーラを用いて判定を行う例を示す概念図である。

【図２７】従来例のおける個々のスイッチの反力のばら
つきを示すグラフである。

【図２８】従来例のうち、注射針の組立工程に置ける注
射針の向き揃え装置を示す概念図である。

【図２９】その出力波形を示すグラフである。

【図３０】反射光量のばらつきを示すグラフである。

【符号の説明】

１ センサコントローラ本体 ２ 前面パネル ３ 表示器 ４ キースイッチ ５ 側面パネル ６ 背面パネル ７ 電源供給端子 ８ 信号入力端子 ９ 出力端子 １０ 並列入出力端子 １１ シリアル入出力端子 １２ メモリーカード １３ 外部センサ １４ アナログ出力信号 １５ レベル変換機能 １６ アナログ／デジタル変換機能 １７ 信号メモリ機能 １８ クロック選択機能 １９ トリガ制御機能 ２０ 不要成分除去機能 ２１ 特徴点抽出機能 ２２ 特徴点拡張機能 ２３ 特徴点間演算機能 ２４ 比較判定機能 ２５ 表示制御機能 ２６ 検査手順制御機能 ２７ マンマシンコミュニケーション機能 ２８ 検査手順メモリ ２９ 定電圧電源 ３０ 内部クロック ３１ 外部クロック ３２ 外部トリガ ３３ 出力信号 ３４ スタート信号

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】アナログ信号を所望レベルに変換するレベ
   ル変換機能と、 それをデジタル化するためのアナログ・デジタル変換回
   路と、 デジタルに変換された信号を格納する信号メモリ機能
   と、 信号メモリに取り込む際のサンプリングの刻みを制御す
   るクロック選択機能と、 サンプリングの開始条件を決定するトリガ制御機能と、 平滑機能・微分機能・周期性成分除去機能・信号波形正
   規化機能からなる信号不要成分除去機能と、 最大値・最小値・平均値・山・谷・平坦中心・段差中心
   ・エッジ・座標原点とからなる信号中の特異な部分を探
   し出す特徴点抽出機能と、 範囲の規制・位置の指定・位置の分割からなる特徴点拡
   張機能と、 横方向の差・縦方向の差・距離・傾きからなる特徴点間
   の相対関係を算出する特徴点間演算機能と、 これにより算出された値と判定規格値を比較し良否の判
   定を行い出力する比較判定機能とから構成されることを
   特徴とするセンサーコントローラ。
2. 【請求項２】信号波形・特徴点・拡張特徴点・演算結果
   ・マンマシンコミュニケーション情報をグラフまたは文
   字で表示させるための表示制御機能と、 その表示器と、 表示内容の選択やキースイッチを通しての操作者の意志
   を読み取り処理機能の選択・手順の情報を保存させるた
   めのマンマシンコミュニケーション制御機能と、 検査手順メモリと、 検査手順メモリの内容に沿って各機能を制御する検査手
   順制御機能と、 これらに一定の電圧を供給する定電圧電源とから構成さ
   れることを特徴とするセンサーコントローラ。
3. 【請求項３】強靭な小型ケースに収容し、制御盤等に設
   置が容易となるように構成したことを特徴とする、上記
   請求項１または請求項２に記載のセンサーコントロー
   ラ。