JP3358088B2 - 検出スイッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は近接スイッチや光電スイ
ッチ等の感度調整，モード設定，故障診断等を行えるよ
うにした検出スイッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来光電スイッチや近接スイッチ等の検
出スイッチの感度調整は、感度調整用の可変抵抗器やタ
ッチキー等を用いて使用状態に合わせて行われている。
このような感度調整は一旦行えば特に感度を再調整する
必要性が少なかった。しかしながら多数の製品を１つの
ラインで平行して製造する場合には、製品を変化させる
毎にスイッチ感度を調整することが必要となる。このよ
うな場合には製造時に製造品種に合わせて感度調整を行
うために大きな労力を要するという欠点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような問題を解決
するために、外部から信号によって感度を設定できるよ
うにすることが望まれている。外部設定を可能とするた
めには、感度設定用のケーブルを検出スイッチに付加す
ることが考えられる。しかしながらケーブルを配線した
ときにはその工数が増加したり誤配線を生じる恐れがあ
り、構造が複雑になるという欠点があった。又電源用の
ケーブルに外部信号を重畳させ、感度を設定するための
信号を検出スイッチに入力する方法が考えられる。この
ような構成をとれば、検出スイッチ内に変調回路，復調
回路やフィルタ等が必要となって、回路構成が複雑にな
るという欠点があった。又複数の検出スイッチを使用す
る場合には、通常電源ラインは共通接続され信号出力ラ
インのみが個別に取出される。しかし感度調整を電源ラ
インを介して行うような機能を付加していた場合には、
電源ラインを共通接続することができず配線の工数が増
加してしまうという欠点があった。

【０００４】本発明はこのような従来の問題点に鑑み、
スイッチ信号の出力時は感度設定を行うことはなく、感
度等の設定時にはスイッチ信号を出力しないことに着目
してなされたものであって、ケーブル数を増加させるこ
となく、外部から感度等の機能を設定できるようにする
ことを技術的課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明は
物体を検出するセンサ回路を有し、センサ回路の出力に
よってオンオフ信号を外部に出力すると共に、機能を設
定するための設定信号を外部から入力する検出スイッチ
であって、オンオフ信号の外部への出力及び設定信号の
外部からの入力に共通して用いられる入出力端子と、セ
ンサ回路の出力に基づいて入出力端子より外部に信号を
出力する出力手段と、センサ回路の出力のオン状態及び
オフ状態によって外部入力を夫々禁止及び許可すると共
に、外部入力の許可時に入出力端子より得られる設定信
号に応じた機能を設定する設定手段と、設定手段の出力
を保持する記憶装置と、を具備することを特徴とするも
のである。又本願の請求項２の発明では、設定手段は、
センサ回路の出力が与えられ外部からの信号に応じたレ
ベルで信号を増幅する感度調整回路と、外部入力を禁止
及び許可すると共に感度調整回路の感度を設定する演算
処理装置とを有するものであり、感度調整回路の出力を
弁別する信号処理手段を更に具備することを特徴とする
ものである。

【０００６】

【作用】このような特徴を有する本願の請求項１の発明
によれば、センサ回路から外部に出力が出される場合に
は入出力端子からの入力を禁止し外部に信号を出力す
る。又出力がなくなれば信号の受信を許可し、外部から
信号が与えられればその信号に基づいた機能を記憶手段
に設定するようにしている。又本願の請求項２の発明で
は、センサ回路の出力をレベルの設定が可能なレベル設
定手段を介して出力しており、このレベル設定手段のレ
ベルを外部からの信号によって演算手段より設定できる
ようにしたものである。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の一実施例による検出スイッチ
の構成を示すブロック図、及びこの検出スイッチに感度
を設定するためのプログラマブルコントローラの構造を
示すブロック図である。本実施例は光電スイッチの感度
を外部から設定できるようにした検出スイッチを示して
いる。本図において検出スイッチ１内にはプログラマブ
ルコントローラ２の端子２ａから電源端子１ａを介して
供給される電源を安定化して各部に供給するための電源
回路１１と、光電スイッチ又は近接スイッチ等のセンサ
を構成するセンサ回路１２が設けられる。センサ回路１
２の出力は感度調整回路１３，信号処理回路１４を介し
てスイッチング用のトランジスタ１５に与えられる。信
号処理回路１４は入力信号を所定の閾値で弁別するため
の弁別回路、及び積分回路を有し、スイッチング用のト
ランジスタ１５を駆動するものである。スイッチング用
のトランジスタ１５はオープンコレクタ接続の出力手段
であって、そのコレクタは入出力端子１ｂに接続され
る。入出力端子１ｂにはプログラマブルコントローラ２
の入力端子２ｂ，出力端子２ｃが接続される。プログラ
マブルコントローラ２はこの入力端子２ｂと電源Ｖccと
の間に抵抗及びフォトカップラ２１が接続され、スイッ
チ信号をプログラマブルコントローラ２の受信回路２２
に与えている。

【０００８】さて本実施例の近接スイッチ１には、レベ
ルシフト回路１６及び演算処理装置１７が設けられる。
レベルシフト回路１６はプログラマブルコントローラ２
から与えられるスイッチ信号の電源レベルの信号を論理
信号レベルにシフトするものである。又演算処理装置１
７はマイクロプロセッサ及びそのシステムプログラムを
保持するメモリを有しており、感度調整回路１３に感度
を設定するものであって、設定すべき感度は記憶装置１
８に保持される。ここでレベルシフト回路１５への出力
はプログラマブルコントローラ２の送信回路２３よりフ
ォトカップラ２４を介して与えられる。ここで演算処理
装置１７及び感度調整回路１３はセンサ回路からの出力
のオン状態，オフ状態によって夫々外部入力を禁止及び
許可すると共に、外部入力に応じた機能を設定する設定
手段を構成している。

【０００９】次に演算処理装置１７と感度調整回路１３
の周辺部分の構成例について図２を参照しつつ説明す
る。図２は反射型光電スイッチを一例として示してお
り、発振回路３１にはスイッチングトランジスタ３２を
介してＬＥＤ３３が接続される。ＬＥＤ３３からの光は
物体検知領域に照射され、その反射光は受光素子である
フォトダイオード３４に入力される。これらはセンサ回
路１２を構成しており、フォトダイオード３４の出力は
図示のようにコンデンサ及び感度調整回路１３内の入力
抵抗Ｒ₀ を介して増幅器３５に与えられる。増幅器３５
は入出力端間に抵抗Ｒ１〜Ｒ４の直列接続された抵抗を
帰還抵抗として接続しており、その各端子間は夫々スイ
ッチＳＷ４〜ＳＷ１によって短絡される。スイッチＳＷ
１〜ＳＷ４は演算処理装置１７によって開閉制御される
ものとする。感度調整回路１３の出力は信号処理回路１
４を介してスイッチングトランジスタ１５に与えられ
る。

【００１０】次に本実施例の動作について説明する。ま
ず感度調整回路１３の帰還抵抗Ｒ１〜Ｒ４は夫々１０Ｋ
Ω，２０ＫΩ，４０ＫΩ及び８０ＫΩとし、入力抵抗Ｒ
₀ は１ＫΩとする。そうすればスイッチＳＷ１〜ＳＷ４
の開閉状態に基づいて図３に示すように合成の帰還抵抗
Ｒｆが定まり、増幅率が定まることとなる。即ちレベル
１〜１６に対して夫々増幅率が０〜１５０まで変化する
こととなる。

【００１１】次に本実施例の動作について図４のタイム
チャート及び図５のフローチャートを参照しつつ説明す
る。図４（ａ）〜（ｇ）は図２のａ〜ｇの各部の波形を
示している。さて図４に示すように時刻t₁まではレベル
６に設定されており、演算処理装置１７の出力端子ｄ，
ｅ，ｆ，ｇは「０１０１」となっているものとする。演
算処理装置１７は図５に示すフローチャートにおいて出
力がオン状態かどうかをチェックし、オン状態でなけれ
ばステップ42において外部入力を待受ける。外部入力が
得られなければステップ41, 42のループを繰り返してい
る。この状態で時刻t₁よりプログラマブルコントローラ
２の送信回路２３からフォトカップラ２４を介して一定
時間Ｔ_Bのパルスが印加されると、レベルシフト回路１
６を介して演算処理装置１７に加わる。この状態では外
部入力が得られたのでステップ42よりステップ43に進ん
で信号処理回路１４に対して出力を禁止する。そして以
後Ｔa の間に外部信号を読込む（ステップ44）。例えば
図４（ａ），（ｂ）に示すように送信回路２３より７つ
のパルスが連続して与えられた場合には、演算処理装置
１７ではこの信号を計数しレベル７と判別する。

【００１２】そして一定時間後に外部信号の読込みを終
了すると、時刻t₃に記憶装置１８のメモリをレベル７と
書換え、同時にその出力をレベル７、即ち端子ｄ，ｅ，
ｆ，ｇを「０１１０」とする（ステップ45) 。そうすれ
ばアナログスイッチＳＷ１，ＳＷ４を閉成し、演算増幅
器の帰還抵抗Ｒｆは６０ＫΩとなり、増幅率は図３に示
すように６０倍となる。そして時刻t₃以後にステップ46
において入出力を許可し、通常の処理に戻る。

【００１３】さて時刻t₄にセンサ回路１２，感度調整回
路１３，信号処理回路１４を介して物体検知信号が出力
されれば、スイッチングトランジスタ１５が導通しレベ
ルシフト回路１２の入力端も低下し、プログラマブルコ
ントローラ２に信号が伝えられる。この場合には演算処
理装置１７よりステップ41から47を介して外部入力を禁
止する。信号処理回路１４の出力がオフとなればステッ
プ41, 42において外部の入力を待受けて同様の処理を繰
り返す。こうすれば３端子型の検出スイッチにおいて出
力端子を用いて検出スイッチの感度を設定することがで
きる。尚本実施例では検出スイッチの感度を設定するよ
うにしているが、感度だけでなく出力モードやヒステリ
シス等を設定することも可能である。

【００１４】次に本発明の第２実施例について説明す
る。第２実施例は前述した演算処理装置１７の機能を拡
張し感度調整をソフトウェアで実行するようにしたもの
である。即ち図６において演算処理装置５１はセンサ回
路１２とスイッチングトランジスタ１５との間に接続さ
れる。演算処理装置５１はレベルシフト回路１６から与
えられる信号を受信してレベルを設定するものであり、
設定すべきレベルは記憶回路１８に記憶される。演算処
理装置５１は前述した第１実施例と同様に感度調整機能
を有する感度設定部５１ａ及び信号処理回路１４の機能
を達成する信号処理部５１ｂを有している。感度設定部
５１ａはセンサ回路１２からの出力信号がなければレベ
ルシフト回路１６を介して与えられる外部入力を受付
け、外部入力があればその入力に応じた感度を自動的に
設定するようにしたものである。又信号処理部５１ｂは
センサ回路１２から得られ感度が調整された信号を所定
の閾値で弁別し、その出力が連続する場合に外部にスイ
ッチ信号を出力するものである。その他の構成は前述し
た第１実施例と同様であるので詳細な説明を省略する。
この実施例においても出力用のケーブルから信号を受信
することにより、検出スイッチ内の可変抵抗器等を調整
することなく外部より検出スイッチの感度等を設定する
ことができる。

【００１５】次に本発明の第３実施例について図７を用
いて説明する。本実施例は２線式の検出スイッチに本発
明を適用したものである。２線式検出スイッチは出力が
オフの時点でも検出スイッチの各部に電源回路１１を介
して電源を供給するため、プログラマブルコントローラ
の入出力端子２ｂ，２ｃ間に検出スイッチの端子電圧が
常に動作可能な所定電圧、例えば３Ｖを確保できるよう
に抵抗Ｒ５を接続する。その他の構成は前述した第２実
施例と同様であるので詳細な説明を省略する。この場合
にも２線式の検出スイッチの感度を外部より設定するこ
とが可能となる。

【００１６】次に本実施例による検出スイッチ１の使用
例について図８を用いて説明する。図８において、ベル
トコンベア６１上を２種類の大きいワーク６２，小さい
ワーク６３がランダムに搬送されていくものとし、ワー
ク６２，６３の図示の領域にシールを貼付するものとす
る。光電スイッチ１Ａはレベル１に感度を有し、その光
電スイッチ１Ｂはレベル２の感度を有し、物体を検知し
たときにシール６４を貼付するものとする。このままで
は図示のワーク６２には破線で示す２箇所の誤った位置
にシールが貼られてしまうこととなる。従って光電スイ
ッチ１Ａの出力が得られている間に光電スイッチ１Ｂの
感度をレベル２からレベル１に低下させる。このように
大きいワーク６２が到来したときにのみ光電スイッチの
感度をレベル１になるようにし、その他の状態では光電
スイッチ１ｂの感度をレベル２に保っておけば、ワーク
の大小にかかわらずワーク６２，６３のエッジａを検知
して常に同一位置にシールを貼付することができる。こ
のように使用状態に応じて光電スイッチの感度をダイナ
ミックに変動させることによって、広い用途で光電スイ
ッチを用いることができる。

【００１７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、配線数を増加させることなく感度調整を外部信号に
よって行うことができる。このため製造時の近接スイッ
チの感度調整や使用態様を変化させるときにも容易に検
出スイッチの感度を設定することができる。又感度調整
だけでなくモード設定等も外部信号によって行うことが
できるという効果が得られる。又スイッチの使用中に適
宜検出スイッチの感度等を変化させることによって汎用
性を増すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による検出スイッチの全体構
成を示すブロック図である。

【図２】第１実施例による感度調整回路及びその周辺回
路の詳細な構成を示すブロック図である。

【図３】第１実施例による感度調整回路のスイッチ出力
と感度の関係を示す図である。

【図４】第１実施例の各部の波形を示すタイムチャート
である。

【図５】第１実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図６】第２実施例による検出スイッチの構成を示すブ
ロック図である。

【図７】第３実施例による検出スイッチの構成を示すブ
ロック図である。

【図８】本発明による検出スイッチを用いた使用例を示
す概略図である。

【符号の説明】

１ 検出スイッチ ２ プログラマブルコントローラ １２ センサ回路 １３ 感度調整回路 １４ 信号処理回路 １５ スイッチングトランジスタ １６ レベルシフト回路 １７，５１ 演算処理装置 １８ 記憶装置 ２１，２４ フォトカップラ ２２ 受信回路 ２３ 送信回路 ３５ 演算増幅器 ＳＷ１〜ＳＷ４ スイッチ ５１ａ 感度設定部 ５１ｂ 信号処理部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体を検出するセンサ回路を有し、前記
   センサ回路の出力によってオンオフ信号を外部に出力す
   ると共に、機能を設定するための設定信号を外部から入
   力する検出スイッチにおいて、前記オンオフ信号の外部への出力及び前記設定信号の外
   部からの入力に共通して用いられる入出力端子と、 前記センサ回路の出力に基づいて前記入出力端子より外
   部に信号を出力する出力手段と、 前記センサ回路の出力のオン状態及びオフ状態によって
   外部入力を夫々禁止及び許可すると共に、外部入力の許
   可時に前記入出力端子より得られる設定信号に応じた機
   能を設定する設定手段と、 前記設定手段の出力を保持する記憶装置と、を具備する
   ことを特徴とする検出スイッチ。
2. 【請求項２】 前記設定手段は、センサ回路の出力が与
   えられ外部からの信号に応じたレベルで信号を増幅する
   感度調整回路と、外部入力を禁止及び許可すると共に前
   記感度調整回路の感度を設定する演算処理装置とを有す
   るものであり、 前記感度調整回路の出力を弁別する信号処理手段を更に
   具備することを特徴とする請求項１記載の検出スイッ
   チ。