JP3854628B2 - Multi-optical axis photoelectric sensor and projector / receiver included therein - Google Patents
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Description
この発明は多光軸光電センサ及びこれに含まれる投受光器に関する。 The present invention relates to a multi-optical axis photoelectric sensor and a projector / receiver included therein.
従来から広い検出エリアで物体の有無を検出するのに、投光器と受光器とを1ユニットとした多光軸光電センサユニットが用いられている。多光軸光電センサユニットの典型的な使用例を説明すると、工作機械、パンチ機、プレス機、鋳造機、自動制御機など作業エリアの境界に多光軸光電センサで防護フェンス、つまり光カーテンを作り、オペレータの指先など身体の一部が作業エリアに侵入すると、これを多光軸光電センサで検知して、オペレータや作業員を保護するために、直ちに機械の動作を停止する及び/又は警報を発するのに用いられる。 Conventionally, in order to detect the presence or absence of an object in a wide detection area, a multi-optical axis photoelectric sensor unit having a projector and a light receiver as one unit is used. A typical example of the use of a multi-optical axis photoelectric sensor unit is as follows. When a part of the body such as the fingertip of an operator enters the work area, this is detected by a multi-optical axis photoelectric sensor, and the operation of the machine is immediately stopped and / or alarmed to protect the operator and workers. Used to emit.
単一ユニットの多光軸光電センサの数多くの光軸で作ることのできる光カーテンに比べて作業エリアの境界が大きい場合には、要求される広がりを備えた光カーテンを作るために複数のユニットを互いに連結して用いられる。 If the work area boundary is large compared to the light curtain that can be made with many optical axes in a single unit multi-axis photoelectric sensor, multiple units can be created to create the light curtain with the required spread. Are connected to each other.
Andersonらの特許文献1は、複数のユニット間を可撓性ケーブルで連結することを教示しており、具体的には、隣接する投光器間及び隣接する受光器間を連結する可撓性ケーブルを各投光器及び各受光器の端で接続するようになっている。
この可撓性ケーブルを用いた連結方法によれば、隣接するユニット間の角度を自在に設定することができるため、例えば矩形の輪郭を有する作業エリアの角や、円弧状の輪郭を有する湾曲部分に沿った光カーテンを作るのに好適である。 According to the connection method using the flexible cable, the angle between adjacent units can be freely set. For example, a corner of a work area having a rectangular outline or a curved portion having an arcuate outline. It is suitable for making a light curtain along.
しかし、特許文献1では、各投光器及び各受光器の端に、外部コネクタを用いて可撓性ケーブルを連結するものであるため、隣接するコネクタ同士の干渉のために同一平面上に配置した隣接する投光器間及び隣接する受光器間に離間距離が発生し、このため、投光器に内蔵した複数の投稿素子間のピッチ及び受光器に内蔵した複数の受光素子間のピッチ、つまり隣接する光軸間の距離を、隣接する投光器間及び受光器間で維持するのが、事実上、困難である。このことから、隣接する投光器間で投光素子のピッチが拡大し及び隣接する受光器間で受光素子のピッチが拡大したときには、光カーテンに検知不能な領域が発生してしまう。
However, in
このような問題を解消するため、特許文献2は、隣接する投光器の端部分及び隣接する受光器の端部分を受け入れる成型カプラーを用意し、この成型カプラーを用いて、隣接する投光器及び隣接する受光器を連結することを教示する。この成型カプラーは、所定の屈曲角度を具備するようにプラスチック成形されている。
In order to solve such a problem,
ここで提案されている成型カプラーによれば、同一平面上に配置した隣接する投光器間及び隣接する受光器間の離間距離を小さく且つ一定にできるため、投光器に内蔵した複数の投稿素子間のピッチ及び受光器に内蔵した複数の受光素子間のピッチ、つまり光カーテンを構成する光軸の間隔が、隣接する投光器間及び受光器間で維持することができるという利点がある。
しかしながら、特許文献2に開示の成型カプラーを用いた場合、この成型カプラーが備える角度によって、隣接する投光器間及び隣接する受光器間の角度が規定されることになるため、前述した特許文献1のように可撓性ケーブルを採用した利点である、隣接する投光器間及び隣接する受光器間の設定角度の自由度が損なわれてしまうという問題を有する。
However, when the molded coupler disclosed in
本発明の目的は、複数の多光軸光電センサを互いに連結して幅広い光カーテンを作るときに、隣接する投光器間及び隣接する受光器間の屈曲角度を自在に設定するのが容易な多光軸光電センサ及び投受光器を提供することにある。 An object of the present invention is to make it easy to freely set the bending angle between adjacent projectors and between adjacent light receivers when a plurality of multi-optical axis photoelectric sensors are connected to each other to form a wide light curtain. An axial photoelectric sensor and a projector / receiver are provided.
本発明の別の目的は、特許文献1のように可撓性ケーブルを用いて隣接する投光器間及び隣接する受光器間を連結するとしたときに、外部コネクタの外部への突出つまり出っ張りを防止することのできる多光軸光電センサ及び投受光器を提供することにある。
Another object of the present invention is to prevent the external connector from protruding or protruding when the adjacent projectors and adjacent receivers are connected using a flexible cable as in
本発明の他の目的は、複数の多光軸光電センサを互いに連結して幅広い光カーテンを作るときに、隣接する投光器間及び隣接する受光器間の離間距離を小さくすることができ、これにより光カーテンを構成する光軸間の離間距離を、隣接する多光軸光電センサ間で略一定に保つのが容易な多光軸光電センサ及び投受光器を提供することにある。 Another object of the present invention is that when a plurality of multi-optical axis photoelectric sensors are connected to each other to form a wide light curtain, the distance between adjacent projectors and between adjacent light receivers can be reduced. It is an object of the present invention to provide a multi-optical axis photoelectric sensor and a light projecting / receiving device that can easily keep a separation distance between optical axes constituting an optical curtain substantially constant between adjacent multi-optical axis photoelectric sensors.
かかる技術的課題は、本発明によれば、
細長いバー形状の外形を備え、その一端部から他端部に亘って所定のピッチで等間隔に光学素子を一列に配置した多光軸光電センサであって、
該多光軸光電センサの外形が、両端を開放した細長い断面略コ字状のケース本体と、一端を閉塞し他端を開放し且つ複数の光学素子を収容する細長い形状を備えると共に、その開放した端を前記ケース本体の開放した端に突き合わせた状態で前記ケース本体に連結される端末部材とで形成され、
前記端末部材が、前記ケース本体と同じ断面形状からその一部を切り欠いて、該端末部材に収容された光軸と干渉することなく且つ光軸と平行な水平面と、投光面又は受光面から後側にオフセットし且つ該端末部材の長手方向に延びる鉛直壁とを形成した段付きの切欠き形状を有し、
前記鉛直壁には、可能性ケーブルを備えた外部コネクタを光軸方向に前記端末部材の投光面又は受光面側から背面側に向けてアクセス可能な差込口が形成されると共に該差込口に臨んでコネクタピンが配置され、
前記外部コネクタを前記水平面に沿って前記差込口にアクセスさせて該差込口を通じて前記コネクタピンに連結したときに、該外部コネクタを含む前記端末部材が前記ケース本体と実質的に同じ断面形状となることを特徴とする多光軸光電センサを提供することによって達成される。
According to the present invention, such a technical problem is
A multi-optical axis photoelectric sensor having an elongated bar-shaped outer shape, in which optical elements are arranged in a row at regular intervals from one end portion to the other end portion,
The outer shape of the multi-optical axis photoelectric sensor includes a case body having an elongated U-shaped cross-section with both ends open, an elongated shape that closes one end and opens the other end and accommodates a plurality of optical elements, and opens the case. Formed with a terminal member connected to the case body in a state in which the opened end is butted against the open end of the case body,
The terminal member is cut out from the same cross-sectional shape as the case main body, a horizontal plane parallel to the optical axis without interfering with the optical axis accommodated in the terminal member, a light projecting surface or a light receiving surface A stepped notch shape that forms a vertical wall that is offset from the rear side and extends in the longitudinal direction of the terminal member,
The vertical wall is formed with an insertion port through which an external connector having a possibility cable can be accessed in the optical axis direction from the light emitting surface or the light receiving surface side of the terminal member toward the back side. A connector pin is placed facing the mouth,
When the external connector is accessed to the insertion port along the horizontal plane and connected to the connector pin through the insertion port, the terminal member including the external connector has substantially the same cross-sectional shape as the case body. This is achieved by providing a multi-optical axis photoelectric sensor.
すなわち、本発明によれば、可撓性ケーブルを介して隣接する多光軸光電センサが互いに連結されるため、これら多光軸光電センサ間の屈曲角度は自在に設定することができる。また、比較的大きな容積を占める外部コネクタが端末部材の段付きの切欠き部分に納められるため、このコネクタが外方に突出してコネクタ間の干渉を発生させる虞を低減することができ、複数の多光軸光電センサで、実質的に等間隔の光軸を備えた光カーテンを作るのが容易になる。 That is, according to the present invention, adjacent multi-optical axis photoelectric sensors are connected to each other via a flexible cable, and therefore the bending angle between these multi-optical axis photoelectric sensors can be freely set. Further, since the external connector occupying a relatively large volume is accommodated in the stepped notch portion of the terminal member, the possibility that the connector protrudes outward and causes interference between the connectors can be reduced. With a multi-optical axis photoelectric sensor, it becomes easy to make a light curtain having optical axes with substantially equal intervals.
図1は、多光軸光電センサユニットに含まれる受光器1の全体概要を示す。図示の受光器1は単なる例示に過ぎず、隣接する受光素子の間隔が20mmピッチに設定された8個の受光素子を備えた8光軸タイプが図示されているが、これに限定されるものではない。受光器1は、20mmピッチで配置された最大64個の受光素子を具備する64光軸タイプまで、例えば4個の受光素子を単位として、12光軸、16光軸、20光軸、・・・の各種タイプのものが用意されている。なお、多光軸光電センサユニットの投光器は図示を省略したが、この受光器1と実質的に同一の外観を備えていると理解されたい。
FIG. 1 shows an overall outline of a
受光器1は、先に説明したように、隣接する受光素子間のピッチが20mmに設定されており、受光器1の端に位置する受光素子と受光器1の端面との間の距離は、20mmの半分つまり10mm又はそれよりも小さい。受光器1の端に位置する受光素子と受光器1の端面との間の距離を10mmよりも小さくすることで、隣接する受光器1と1との間の光軸の間隔を20mm又はそれ以下に保つのが容易になる。
As described above, the
受光器1は、押し出し成型品からなるAl製の細長いケース本体2を有する。ケース本体2は、両端及び一側面を開放した細長い断面略コ字状の形状を有し、在来のものに比べてその占有断面積は小さく、スリムである。このケース本体2の一側面又は受光面3には、長手方向にいっぱいに延びる細長い窓4が形成されている。
The
ケース本体2の両端には、夫々、例えばZnなどの金属又はプラスチックからなるモールドを用いて成型された端末部材5が取付けられており、この一対の端末部材5とケース本体2とで受光器1の外形輪郭が形成される。8光軸タイプの受光器1に含まれる受光素子は、後に説明するように、ケース本体2に4個配置され、各端末部材5に、夫々、2個配置される。
A
端末部材5には、その受光面3に、長手方向に離間した2つの受光素子用透孔8が形成されている。図1からも理解できるように、端末部材5は、ケース本体2と実質的に同じ断面形状からその一部を切り欠いた段付き形状を有する。より詳しくは、端末部材5は、ケース本体2に隣接して位置する内方部分9と、この内方部分9から軸線方向外方に延びる外方部分10とを有する。内方部分5はケース本体2と実質的に同じ外形形状を有し且つ鉛直壁11で終わっている。端部分10は、内方部分9の鉛直壁11から軸線方向外方に延び、端末部材5の端で終わっている。
The
外方部分10は、また、光軸と干渉することなく且つ光軸と平行な一つの平面つまり水平面12を備えており、この水平面12と上記鉛直壁11とで、他のユニットとの接続に用いられる外部コネクタ13(図2)を配置するための切欠き部14が形成されている。換言すれば、受光器1は、その一端から他端まで実質的に同じ横断面形状を有するバーから、その両端部の一部を切り欠いて、外部コネクタ13を受け入れるための切欠き部14を形成した形状を有し、外部コネクタ13を装着したときには、この外部コネクタ13が一体となってバー形状の一部を構成するようになっている。切欠き部14の長手方向長さは、少なくとも、隣接する受光素子間のピッチつまり20mmと、受光器1の端に位置する受光素子と受光器1の端面との間の距離とを加えた合計距離よりも若干大きい。
The
外方部分10には、外部コネクタ13を受け入れることのできる差込口15が内方部分9側に且つ後側にオフセットして配置されている。すなわち、差込口15は、鉛直壁11に隣接し且つ受光面3とは反対側の面に隣接した位置に形成されている。この差込口15は、実質的に、内方部分5の上面と実質的に共通の上面を形成する天井壁15aと、この天井壁15aの端から垂下して平面12の長手方向中間部分に合流する端壁15bとで形成されており、受光面3側に向けて開放している。そして、差込口15の深部は、受光素子用透孔8が位置する受光面3とは反対側の面に隣接して位置しており、この差込口15の深部には、光軸と平行に延びる主コネクタピン16が配置され(図5)、この主コネクタピン16は、受光面3側に延びている。外部コネクタ13を受光面3側から後方に移動させることにより差込口15の中に進入させることにより、外部コネクタ13と主コネクタピン16との電気的な接続が行われる。
In the
以下の説明では、説明を分かり易くするために、便宜的に、切欠き部14が形成された面を「上面又は頂面」と呼び、受光素子用透孔8が形成された面を「前面又は受光面」と呼び、この前面とは反対側の面を「後面」と呼び、上面と対向する面を「下面又は底面」と呼ぶことにする。
In the following description, for ease of explanation, for convenience, the surface on which the
上面や後面などの用語を用いて、端末部材5の外形輪郭を再び説明すると、端末部材5の上面には、その外方部分10に、内方部分9に隣接した差込口15が後面に沿って形成されており、それ以外の領域を占める切欠き部14に外部コネクタ13が配置されるようになっている。そして、外部コネクタ13は、前面側から光軸方向に後面側に向けて移動させることにより、差込口15にアクセス可能である。換言すれば、端末部材5の差込口15は、受光器1の長手方向軸線から後方に配置され、また、端末部材5の端縁から軸線方向内方にオフセットして配置されている。
The outer contour of the
外部コネクタ13は、図2から分かるように、水平面12の長手方向に沿って細長い断面略矩形の外形形状を有する。外部コネクタ13は、受光器1に連結されると、端末部材5と一体となって、ケース本体2と共通の断面形状を作る。外部コネクタ13の長手方向長さは、隣接する受光素子間のピッチつまり20mmよりも若干大きく、このため外部コネクタ13は、鉛直壁11から端末部材5の端面の近傍まで延びている。外部コネクタ13は、また、その後面且つ外方側端部から後方に延出する可撓性ケーブル20を有し、この可撓性ケーブル20は端壁15bに沿って配置される。
As can be seen from FIG. 2, the
このように外部コネクタ13は、切欠き部14に収容されて、バーの形状の受光器1の外形形状の一部となることから、隣接する受光器1の端面同士を当接又は近接した状態で複数の受光器1を配置させることができる。このことに関連して、端末部材5の端面及び外部コネクタ13の端面は特に限定するものではないが、他の受光器(図示せず)を隣接して配置するのに好都合なように、テーパ面5a又は13aを備えているのがよい。これによれば、隣接する受光器1が屈曲した状態で配置したとしても、光軸間のピッチを適度に維持することができる。
Thus, since the
更に、隣接する受光器1を可撓性ケーブル20で互いに連結することから、隣接する受光器1、1間の屈曲角度は任意である。加えて、可撓性ケーブル20が切欠き部14から後方に延出するため、換言すれば、可撓性ケーブル20が受光器1の端から長手方向外方に延出するものではないため、隣接する受光器1を接近した状態で配置するときに可撓性ケーブル20が邪魔することはない。
Furthermore, since the adjacent
図3は、受光器1の内部構造を示す。受光器1の内部には、受光器1の前面又は受光面3に沿って受光素子ホルダ22が配置されている。受光素子ホルダ22は、受光器1の端から端まで延びる細長い長方形のプレート23を含み。このプレート23には、長手方向に沿って8つの受光用円形開口24が形成されている。云うまでもないことであるが、隣接する開口24間のピッチは20mmである。ホルダプレート23の前面には、レンズプレート25(図4)が着脱可能に取り付けられる。
FIG. 3 shows the internal structure of the
受光素子ホルダ22は、また、プレート23と一体に成形された8つの円筒体26を含み、各円筒体26は、開口24に臨んで位置し且つ後方に向けて延びている。つまり、円筒体26は開口24から光軸に沿って延びており、円筒体26の後端に受光素子27が位置決めされる。受光素子ホルダ22の各端部に、夫々、位置する2つの円筒体26は、端末部材5によって覆われる。他方、受光素子ホルダ22の中間部分に位置する4つの円筒体26は、ケース本体2によって覆われる。
The light
また、受光器1は、その内部に、受光器1の下面に沿って配置された第1のプリント基板30と、受光器1の後面に沿って配置された第2のプリント基板31とを含む。すなわち、第1の基板30は、受光素子ホルダのプレート23の下縁から後方に向けて延び且つ光軸と平行に配置され、この第1の基板30に、各受光素子27の一対の脚が接続されている(図3)。他方、第2の基板31は、第1の基板30の後縁から上方に向けて、つまり光軸と直交する方向に延びており、受光面3と対向して位置決めされている。
The
第1の基板30は、受光器1の下面に沿って受光器1の端から端まで延びる細長い長方形の形状を有する。他方、第2の基板31は、受光器1の後面に沿って端から端まで延び且つ一部を切り欠いた略長方形の形状を有している。すなわち、第2の基板31は、細長い長方形の両端部分において、その上角部分を矩形に切り欠いた形状を有する。この第2の基板31の切欠き部分32は、上述した端末部材5の切欠き部14に対応して形成されている。つまり、第2の基板31の切欠き部分32の長手方向長さは、端末部材5の差込口15を形成する端壁15bと、端末部材5の端縁までの距離と実質的に等しい。
The
以上の説明から分かるように、第1の基板30及び第2の基板31は、共に、受光器1の内部空間を無駄なく利用できる形状を有している。特に、第2基板31に関し、その端に主コネクタピン16を配置し、この主コネクタピン16に対して外部コネクタ13を前面側から差し込むようにしたことから、第2の基板31を受光器1の長さ方向のほぼ全領域に亘って配置することができる。したがって、受光器1の限られた内部空間を最大限に利用した第1、第2の基板30、31の回路設計を行うことができる。
As can be seen from the above description, both the
受光器1の8個の受光素子27は、受光器1の下面に沿って光軸と平行に延びる第1の基板30に接続される。この第1の基板30には、代表的には、次の要素が組み込まれている。
The eight
(1)受光素子27;
(2)各受光素子27に付随した第1段目の受光アンプつまり増幅回路;
(3)8個の受光素子27からの出力を増幅する第2段目の受光アンプつまり増幅回路(4)受光素子27を順にアクティブにするための光軸切替回路。
(1)
(2) a first-stage light receiving amplifier or amplification circuit associated with each light receiving
(3) Second-stage light receiving amplifier that amplifies outputs from the eight
他方、第2の基板31には、代表的には、次の要素が組み込まれており、この第2の基板31と上述した第1の基板30とは図外のコネクタにより接続される。
On the other hand, the following elements are typically incorporated in the
(1)電源回路;
(2)2系統の通信回路;
(3)受光器1の全体制御回路;
(4)出力回路;
(5)外部コネクタ13が接続可能な2つの主コネクタピン16。
(1) Power supply circuit;
(2) Two communication circuits;
(3) Overall control circuit of the
(4) Output circuit;
(5) Two main connector pins 16 to which the
各受光素子27に関連した第1段目の受光アンプは、光軸切替回路の指示によって、順次、動作して、その出力が第2段目のアンプで増幅される。ここまでの処理が第1の回路基板30で行われる。第2段目のアンプの出力は、第2の回路基板31の全体制御回路に入力され、この全体制御回路で信号処理されて出力回路(検波回路)により遮光の有無を判定した後に主コネクタピン16を通じて外部に出力される。出力回路は、遮光の有無の判定を確実なものにするため所定期間内に2〜3回の判定を反復する機能を含むことから比較的大きな占有面積を占める。
The first-stage light-receiving amplifiers associated with the respective light-receiving
同業者であれば理解できるであろうが、複数の受光素子27が搭載される第1の回路基板30には、受光素子27に直接的に関連する回路が組み込まれており、他方、第2の回路基板31には、受光器1の全体制御及び比較的大きな占有面積を占める出力回路並びに外部との通信に関連した回路が組み込まれている。このように、機能的に分類した合理的な基板構成を採用していることから、第1、第2の基板30、31を電気的に接続するためのコネクタを最小限にすることができる。換言すれば、一つの基板に、上述した全ての回路を組み込むとしたら、この単一の基板は大きなものとならざるを得ず、これに伴い、受光器1の外形も大きなものにならざるを得ない。
As will be understood by those skilled in the art, a circuit directly related to the
更に、仮に、第1基板30に全体制御回路を設け、第2基板31に受光アンプを設けた場合、この第1基板30と第2基板31との間での信号の授受のためのラインの数が多くなり、また、第1、第2の基板30、31間のコネクタ数が増大することになる。云うまでもないことであるが、内部コネクタの数が多くなれば、第1基板30及び第2基板31で使用できる領域が減少してしまう。
Furthermore, if an overall control circuit is provided on the
更に、先に述べたように、受光器1は、4光軸を単位として、最大64個の受光素子を具備する64光軸タイプまで様々な光軸数を備えたタイプが用意されている。これを実現するのに、図6に示すように、エクステンション用基板35及び付加的なコネクタピン36が用意されている。
Further, as described above, the
エクステンション用基板35は、その両端に内部コネクタ37(図6では一方のコネクタだけが図示され、他方の内部コネクタは図示を省いてある)を有し、この内部コネクタ37を介して、第1基板30及び他のエクステンション用基板35と接続可能である。
The
エクステンション用基板35には、以下のように、第2段目のアンプを除いて、実質的に第1基板30と同じ要素が組み込まれている。
The
(1)各受光素子27に付随した第1段目の受光アンプ;
(2)受光素子27を順にアクティブにするための光軸切替回路。
(1) a first-stage light receiving amplifier associated with each light receiving
(2) An optical axis switching circuit for sequentially activating the
付加的なコネクタピン36は、コネクタ38を含むハーネス39を有し、このコネクタ38を介して、第2基板31のピン16に接続される。付加的なコネクタピン36は、例えば12光軸用、16光軸用、・・・64光軸用というように、ハーネス39の長さが異なる様々なタイプを用意するのがよい。
The additional connector pins 36 have a
このように、付加的なコネクタピン36及びエクステンション用基板35を用いると、12光軸用、16光軸用というように長さの異なるタイプのケース本体2を用意することで、上述した端末部材5を用いて、様々な数の受光素子を備えた受光器を製造することができる。
As described above, when the additional connector pins 36 and the
加えて、受光器1の内部での処理は、第1基板30の各受光素子27に関連した第1段目の受光アンプは、この第1基板30の光軸切替回路の指示によって、順次、動作し、第1基板30の受光素子27の受光が完了すると、エクステンション用基板35の各受光素子(図示せず)に関連した第1段目の受光アンプが、このエクステンション用基板35の光軸切替回路(図示せず)の指示によって、順次、動作し、その出力が、第1基板30の第2段目のアンプで増幅される。ここまでの処理は、同一平面上に配置された第1基板30及びエクステンション用基板35で行われる。そして、第2段目のアンプの出力は、第2基板31の全体制御回路に入力され、この全体制御回路で信号処理されて出力回路及び主コネクタピン16又は付加的なコネクタピン36を通じて外部に出力される。
In addition, the processing inside the
図7、図8を参照して、受光素子27の位置決めに関する好ましい態様を説明する。受光素子ホルダ22は、円筒体26の後端に固設された、上下に延びる一対の平行な支柱40を少なくとも含む。この一対の支柱40、40間の実質的な間隔は、受光素子27の幅と同一であり、この一対の支柱40に対して受光素子27がスナップ嵌めされ、これにより、受光素子27は円筒体26つまり受光素子ホルダ22に対して簡単に位置決めすることができる。
With reference to FIG. 7 and FIG. 8, the preferable aspect regarding positioning of the
以上、受光器1を主体にして、受光器1の端部の構造つまり切欠き部14に外部コネクタ13を納めるための構造やこの外部コネクタ13のアクセス方向或いは受光器1の内部構造を説明したが、このことは、この受光器1と対をなす投光器に対して同様に適用することができる。
The structure of the end of the
投光器の場合には、上述した第1の基板30に、次の要素を含めればよい。
In the case of a projector, the following elements may be included in the
(1)投光素子;
(2)各投光素子に付随した投光回路;
(3)光軸切替回路。
また、第2の基板31には、次の要素を含めればよい。
(1)電源回路;
(2)通信回路;
(3)全体制御回路。
(1) Projecting element;
(2) Projection circuit associated with each projection element;
(3) Optical axis switching circuit.
The
(1) Power supply circuit;
(2) Communication circuit;
(3) Overall control circuit.
図9は、本発明に従う投光器45及び受光器1からなる単一ユニットで光カーテンを作る最も基本的な構成の説明図である。なお、図9などの図面では、投光器45及び受光器1の端部構造(切欠き部14)及び外部コネクタ13については、線図の錯綜を避けるために省略してある。また、図示の投光器45及び受光器1は、12光軸タイプのものを例示してある。
FIG. 9 is an explanatory diagram of the most basic configuration for creating a light curtain with a single unit comprising the
投光器45及び受光器1は、共に、複数の発光ダイオード(LED)セグメントを上下に並置した光軸調整表示部50が設けられ、LEDセグメントは例えば赤色又は緑色に発光する2色発光ダイオードが採用される。また、投光器45及び受光器1は、例えば通常時には緑色に発光し、他方、通常時以外の、予定されていない光軸が遮光又は受光したような場合又はシステムそのものがフェールしたような場合には赤色に発光するLEDからなる出力表示灯つまりオン/オフ表示灯52が設けられている。
Both the
複数の発光ダイオードセグメントからなる光軸調整表示部50の表示形式としては、特に限定するものではないが、例えば、ユニットをなす投光器45の光軸54が受光器1に全て入光しているときには、全てのLEDセグメントが緑色に発色する。一部の光軸54が遮光されたときには、遮光された光軸54の割合、換言すれば入光した光軸の割合に応じた数のセグメントが下から赤色に発光し、遮光された光軸54に応じた数のセグメントが上から消灯する。すなわち、入光率が大きくなるに従って又は光軸調整の度合いに応じて赤色のバーが上方に延びるバー形式の表示を行う。
The display format of the optical axis
図10を参照して、投光器45は、N個(12個)の発光ダイオードなどからなる投光素子101を駆動するN個(12個)の投光回路102と、これらの投光回路102を時分割でスキャンする投光素子切替回路(光軸切替回路)103と、投光器45を全体制御する投光素子制御回路104とを備え、投光素子制御回路104から光軸調整表示部50及び出力表示灯52に制御信号が出力される。
Referring to FIG. 10, the
また、投光素子制御回路104には、クロック発生回路105からのクロック信号が入力され、N個の投光素子101を順次発光させる投光タイミングを生成する。すなわち、N個の投光素子101は、例えば、図9を参照して説明すれば、最下端の投光素子101から最上端に位置する投光素子101に向けて順次、所定のタイミングで発光する。
Further, the light projecting
投光器45は、更に、受光器1との双方向の信号の送受信を制御する第1投光器通信制御回路106と、直列に接続した増設投光器(図9では図示せず)との間の通信を制御する第2投光器通信制御回路107と、並列的に接続した別ユニットの受光器(図9では図示せず)との間でタイミング信号を受信するタイミング受信回路108とを備えている。
The
他方、受光器1は、N個(12個)の受光素子27を駆動するN個(12個)の受光回路202と、これらの受光回路202を時分割でスキャンする受光素子切替回路203と、増幅回路204と、受光器1を全体制御する受光素子制御回路205とを備え、受光素子制御回路205から光軸調整表示部50及び出力表示灯52に制御信号が出力される。
On the other hand, the
また、受光素子制御回路205には、クロック発生回路206からの信号が入力され、N個の受光素子27を順次受光可能にし、選択された受光素子27以外は受光不能にする。すなわち、N個の受光素子27は、例えば、図9を参照して説明すれば、最下端の受光素子27から最上端に位置する受光素子27に向けて順次、所定のタイミングで受光可能な状態が生成される。
In addition, the light receiving
受光器1は、更に、投光器45との双方向の信号の送受信を制御する第1受光器通信制御回路207と、直列に接続した増設受光器(図9では図示せず)との間の通信を制御する第2受光器通信制御回路208と、並列的に接続した別ユニットの投光器(図9では図示せず)にタイミング信号を送信するタイミング送信回路209とを備えている。受光制御回路205で生成された遮光信号は、出力回路210を介して、例えば、受光器1と投光器45とで形成される光カーテンで囲まれたプレス装置の制御ユニットや警報灯などの外部機器(図示せず)に送出され、プレス装置の作動を直ちに停止させる。
The
投光器45と受光器1とからなる多光軸光電センサのユニットを利用して、複数のユニット同士を連結する例を図11に示す。図11の左下に位置するユニットを中心にして説明すると、この左下のユニットに対して、特に個数は制限されるものではないが、2つのユニットが直列に増設されて、第1の直列ユニット群が形成されている。また、図11の左下のユニットに対して右下のユニットが並列に増設され、この右下のユニットに対して、特に個数は制限されるものではないが、一つのユニットが直列に増設されている。
FIG. 11 shows an example in which a plurality of units are connected to each other by using a multi-optical axis photoelectric sensor unit including the
図11に例示のシステムおいて、左側に位置する第1の直列群のユニットには「L」を付し、並列に増設した右側に位置する第2の直列群のユニットには「R」を付してあり、各群に属するユニットには、下から上に向けて順に番号を付記してこれらを識別してある。 In the system illustrated in FIG. 11, “L” is assigned to the first series group unit located on the left side, and “R” is assigned to the second series group unit located on the right side added in parallel. The units belonging to each group are identified by numbering in order from the bottom to the top.
第1直列群の最も下のユニットL1は、この第1直列群の増設ユニットL2、L3に対して親機として動作する。他方、増設第2直列群の最も下のユニットR1は、この第2直列群の増設ユニットR2に対して親機として動作する。
先ず、第1直列群の配線について説明すると、第1群の親ユニットL1の投光器45と受光器1とは、可撓性ケーブル20からなるユニット間通信線CL1によって接続されている。
The lowermost unit L1 of the first series group operates as a master unit with respect to the extension units L2 and L3 of the first series group. On the other hand, the lowest unit R1 of the additional second series group operates as a master unit with respect to the additional unit R2 of the second serial group.
First, the wiring of the first series group will be described. The
第1群の親ユニットL1と、その上に図示した第1番目の子ユニットである第2ユニットL2とは、投光器45同士及び受光器1同士が、可撓性ケーブル20からなる直列増設用通信線CL2によって接続されている。
第2ユニットL2と、その上に図示した第2番目の子ユニットである第3ユニットL3とは、投光器45同士及び受光器1同士が、可撓性ケーブル20からなる直列増設用通信線CL2によって接続されている。
次に、図11の右側の増設第2直列群について説明すると、第1ユニット(この第2直列群の親ユニット)R1の投光器45と受光器1とは、第1群の親ユニットL1と同様に、可撓性ケーブル20からなるユニット間通信線CL1によって接続されている。
The first unit parent unit L1 and the second unit L2, which is the first child unit illustrated on the first group, are a series extension communication in which the
The second unit L2 and the third unit L3 which is the second child unit illustrated on the second unit L2 are connected to each other by the serial extension communication line CL2 including the
Next, a description will be given of the additional second series group on the right side of FIG. 11. The
第2群の親ユニットR1と、その上に図示した子ユニットである第2ユニットR2とは、投光器45同士及び受光器1同士が、可撓性ケーブル20からなる直列増設用通信線CL2によって接続されている。
The second unit R1 and the second unit R2 which is the child unit illustrated on the second group R1 are connected to each other by the serial extension communication line CL2 including the
最後に、第1直列群と、この第1直列群に対して並列的に増設した第2直列群との接続について説明すると、各直列群の親ユニットL1、R1同士が次のようにして接続されている。すなわち、第1群の親ユニットL1の受光器1と、第2群の親ユニットR1の投光器45とが、可撓性ケーブル20からなる並列接続用通信線CL3によって接続されている。
Finally, the connection between the first series group and the second series group added in parallel to the first series group will be described. The parent units L1 and R1 of each series group are connected as follows. Has been. That is, the
これら複数のユニットの接続関係は、図12から最も良く理解することができる。すなわち、第1直列群において、親ユニットL1と第2ユニットL2とは、親ユニットL1の第2投光器通信制御回路107と、第2ユニットL2の第1投光器通信制御回路106とが直列増設用通信線CL2によって接続され、また、親ユニットL1の第2受光器通信制御回路208と、第2ユニットL2の第1受光器通信制御回路207とが直列増設用通信線CL2によって接続されている。
The connection relationship of these multiple units can be best understood from FIG. That is, in the first series group, the parent unit L1 and the second unit L2 are configured such that the second projector
同様に、第2ユニットL2と第3ユニットL3とは、第2ユニットL2の第2投光器通信制御回路107と、第3ユニットL3の第1投光器通信制御回路106とが直列増設用通信線CL2によって接続され、また、第2ユニットL2の第2受光器通信制御回路208と、第3ユニットL3の第1受光器通信制御回路207とが直列増設用通信線CL2によって接続されている。
Similarly, the second unit L2 and the third unit L3 are configured such that the second projector
第2直列群においても同様であり、親ユニットR1と増設ユニットR2は、親ユニットR1の第2投光器通信制御回路107と、第2ユニットR2の第1投光器通信制御回路106とが直列増設用通信線CL2によって接続され、また、第1ユニットR1の第2受光器通信制御回路208と、第2ユニットR2の第1受光器通信制御回路207とが直列増設用通信線CL2によって接続されている。
The same applies to the second series group. The parent unit R1 and the extension unit R2 are configured such that the second projector
第1直列ユニット群と増設第2直列ユニット群とは、次のようにして接続されている。すなわち、第1群の親ユニットL1の受光器1のタイミング送信回路209と、第2群の親ユニットR1の投光器45のタイミング送信回路108とが並列増設用通信線CL3によって接続されている。
The first series unit group and the additional second series unit group are connected as follows. That is, the
上記のようにして互いに接続された複数のユニットは、各群毎に親ユニットL1、増設親ユニットR1の出力回路210に接続された出力線211によって外部機器に向けて信号が出力される(図12)。
A plurality of units connected to each other as described above output signals to external devices via
第1群の親ユニットL1において、先ず、投光素子制御回路104で同期タイミングが生成され、この同期タイミングはユニット間通信線CL1を介して、受光器通信制御回路207を通じて受光素子制御回路205に送られ、この第1群の親ユニットL1の投光器45及び受光器1のN個の投光回路102及び受光回路202が順に動作する。また、受光素子制御回路205で受光状態及び出力(遮光)状態を受光器1の光軸調整表示部50及び出力表示灯52によって表示すると共に、この表示データは投光素子制御回路104に入力され、投光器45においても、対応する受光器1と同一の表示を行う。
In the first group parent unit L1, first, the light projecting
複数のユニットにおける投受光に関し、第1群の親ユニットL1から先ず第1直列群のユニットに投光及び受光のタイミング信号が各子ユニットL2、L3に供給される。すなわち、第1直列ユニット群の全ての投光素子101における投光完了信号が、親ユニットL1の投光器45の第1通信制御回路106から、親ユニットL1の受光器1の第1通信制御回路207を介して受光素子制御回路205に入力される。一方、第1直列ユニット群の全受光素子27における受光完了信号が、受光素子制御回路205に入力される。このことにより、親ユニットL1の受光素子制御回路205において、投光器45の第1通信制御回路106からの投光完了信号と、受光器1での全受光素子27における受光完了信号と、により正常な投受光動作を確認したら、タイミング信号発生命令信号をタイミング送信回路209に向けて送信する。このタイミング送信回路209は、この命令信号を受け、並列増設用通信線CL3を介して、第2直列ユニット群の増設親ユニットR1の投光器45のタイミング受信回路に向けてタイミング信号を送信する。このように、第1直列群のユニットの投光が完了すると、第2直列群に属するユニットの投光が開始される。
Regarding the light projection / reception in the plurality of units, the light emission / light reception timing signals are first supplied from the first group parent unit L1 to the first series group units to the child units L2, L3. That is, the light projection completion signals in all the
すなわち、第1群の親ユニットL1からの指示によって、先ず、並列的な増設親ユニットR1の投受光が開始され、この親ユニットR1のN個の投光回路102及び受光回路202が順に動作し、この親ユニットR1の受光が全て完了すると、この親ユニットR1は、第2直列ユニット群の子ユニットR2の投光器45の第1通信制御回路106と受光器1の第1通信制御回路207に、夫々、タイミング信号を送信する。タイミング信号を子ユニットR2の投光器45の第1通信制御回路106と受光器1の第1通信制御回路207が受け取ることにより、この子ユニットR2のN個の投光回路102及び受光回路202が順に動作する。このようにして第2直列ユニット群の投受光が全て完了すると、再び、第1直列ユニット群の投受光が開始される。
That is, in accordance with an instruction from the first group parent unit L1, first, the light projecting / receiving of the parallel extension parent unit R1 is started, and the N
ここに、再び、第1直列ユニット群の投受光を開始させるための方法としては、第2直列ユニット群における全ての投受光の完了を並列的な増設親ユニットR1の受光素子制御回路205に認識させ、それに基づいて親ユニットR1の第1受光器通信制御回路207並びに第1通信制御回路106を介して、第1直列ユニット群の親ユニットL1にタイミング信号を返送してもよく、或いは第1直列ユニット群にタイマを設定し、第1直列ユニット群から第2直列ユニット群へタイミング信号を発信した後、第2直列ユニット群の全ての投受光動作に必要な時間が経過した後、第1直列ユニット群の投受光を開始させてもよい。このように、複数の直列ユニット群が並列的に接続されているようなシステムにおいて、順次、上流側の直列ユニット群の投受光動作が完了した後に、下流側の直列ユニット群の動作を開始させるようにしているので、一つのユニットの投光が他のユニットに影響を及ぼすことを防止することができる。
Here, again, as a method for starting the light transmission / reception of the first series unit group, the light receiving
全てのユニットに含まれる光軸調整表示部50及び出力表示灯52が設けられ、その表示は、各ユニットの制御手段つまり受光素子制御回路205によって制御される。そして、これらの表示に関する表示データは、直列増設用通信線CL2を介して各群毎に親ユニットL1、R1に供給される。すなわち、各群の親ユニットL1、R1は、親ユニットL1、R1に含まれる投光器45と受光器1との間の表示を統一するために通信するだけでなく、直列的に増設した子ユニットとの間においても直列増設通信線CL2を介して光軸調整表示部50及び出力表示灯52の表示を実質的に制御することができるように、予め決められた通信周期内で各ユニットのための時間を割り振りして、順番に他のユニットとのデータの授受を行うようになっている。
An optical axis
例えば、図11の左上のユニットつまり第1直列群の第3ユニットL3の受光器1における表示データは、順に、第2ユニットL2の受光器1、親ユニットL1の受光器1、親ユニットL1の投光器45、第2ユニットL2の投光器45、第3ユニットL3の投光器45に伝達される。これにより、第3ユニットL3の投光器45及び受光器1の表示の統一が行われる。すなわち、第3ユニットL3の光軸調整表示部50に関して、この第3ユニットL3で遮光が発生したときには、この遮光の状態が、第3ユニットL3の投光器45及び受光器1の両者に夫々設けられた光軸調整表示部50によって表示される。
For example, the display data in the
また、第1群の第3ユニットL3の出力表示灯52に関して、その出力表示に関するデータは、第1直列群の全てのユニットで統一的な表示が行われる。すなわち、この第3ユニットL3で遮光が発生したときには、この第3ユニットL3だけでなく、親ユニットL1と第2ユニットL2の全ての投光器45及び受光器1に設けられた出力表示灯52が赤色に発光して、オフ出力状態を表示する。
In addition, regarding the
第1直列群及び第2直列群に分けて、各群を単位に統一的に出力表示灯52を制御することに関し、例えば、エラー状態でユニットが動作を停止しているとき、及び/又はブランキングでのティーチング中やこのティーチングが完了したときに点灯させるようにしてもよく、これらを表示するための別の表示手段を全ての受光器1、投光器45の少なくともいずれか一方に設けるようにしてもよい。
Regarding the control of the
各ユニット毎に独立して表示する光軸調整表示部50にあっては、ユニットが故障したときに、このことを、故障したユニットの光軸調整表示部50を用いて表示するようにしてもよい。また、1光軸だけ遮光されたときに、遮光されたユニットの光軸調整表示部50で1光軸遮光を表示するようにしてもよい。また、投光素子101や受光素子27に付設されるレンズに例えばごみが付着して光量が不足したような場合に、この光量が不足しているユニットの光軸調整表示部50だけを用いて表示するようにしてもよい。
In the optical axis
1 受光器
2 ケース本体
3 受光面
5 端末部材
13 外部コネクタ
14 切欠き部
15 差込口
15a 差込口の天井壁
15b 差込口の端壁
20 外部コネクタから延出する可撓性ケーブル
36 付加的なコネクタピン
45 投光器
DESCRIPTION OF
Claims (9)
該多光軸光電センサの外形が、両端を開放した細長い断面略コ字状のケース本体と、一端を閉塞し他端を開放し且つ複数の光学素子を収容する細長い形状を備えると共に、その開放した端を前記ケース本体の開放した端に突き合わせた状態で前記ケース本体に連結される端末部材とで形成され、
前記端末部材が、前記ケース本体と同じ断面形状からその一部を切り欠いて、該端末部材に収容された光軸と干渉することなく且つ光軸と平行な水平面と、投光面又は受光面から後側にオフセットし且つ該端末部材の長手方向に延びる鉛直壁とを形成した段付きの切欠き形状を有し、
前記鉛直壁には、可撓性ケーブルを備えた外部コネクタを光軸方向に前記端末部材の投光面又は受光面側から背面側に向けてアクセス可能な差込口が形成されると共に該差込口に臨んでコネクタピンが配置され、
前記外部コネクタを前記水平面に沿って前記差込口にアクセスさせて該差込口を通じて前記コネクタピンに連結したときに、該外部コネクタを含む前記端末部材が前記ケース本体と実質的に同じ断面形状となることを特徴とする多光軸光電センサ。A multi-optical axis photoelectric sensor having an elongated bar-shaped outer shape, in which optical elements are arranged in a row at regular intervals from one end portion to the other end portion,
The outer shape of the multi-optical axis photoelectric sensor includes a case body having an elongated U-shaped cross-section with both ends open, an elongated shape that closes one end and opens the other end and accommodates a plurality of optical elements, and opens the case. Formed with a terminal member connected to the case body in a state in which the opened end is butted against the open end of the case body,
The terminal member is cut out from the same cross-sectional shape as the case main body, a horizontal plane parallel to the optical axis without interfering with the optical axis accommodated in the terminal member, a light projecting surface or a light receiving surface A stepped notch shape that forms a vertical wall that is offset from the rear side and extends in the longitudinal direction of the terminal member,
The vertical wall is formed with an insertion port through which an external connector having a flexible cable can be accessed in the optical axis direction from the light projecting surface or light receiving surface side of the terminal member toward the back surface side. A connector pin is placed facing the slot,
When the external connector is accessed to the insertion port along the horizontal plane and connected to the connector pin through the insertion port, the terminal member including the external connector has substantially the same cross-sectional shape as the case body. A multi-optical axis photoelectric sensor.
前記端末部材の前記外部コネクタを受け入れる水平面が該端末部材の背面まで延長されて該延長した水平面によって前記外部コネクタの前記可撓性ケーブルが前記端末部材の背面側に延出可能である、請求項1に記載の多光軸光電センサ。 When the external connector is connected to the connector pin through the insertion port of the terminal member, the external connector has a substantially rectangular parallelepiped shape extending to a longitudinal end portion of the terminal member, and the flexible cable is the external cable Extending from the longitudinal outer end of the connector toward the back side of the terminal member,
The horizontal surface that receives the external connector of the terminal member is extended to the back surface of the terminal member, and the flexible cable of the external connector can extend to the back surface side of the terminal member by the extended horizontal surface. 2. The multi-optical axis photoelectric sensor according to 1.
該投光器の外形が、両端を開放した細長い断面略コ字状のケース本体と、一端を閉塞し他端を開放し且つ複数の投光素子を収容する細長い形状を備えると共に、その開放した端を前記ケース本体の開放した端に突き合わせた状態で前記ケース本体に連結される端末部材とで形成され、
前記端末部材が、前記ケース本体と同じ断面形状からその一部を切り欠いて、該端末部材に収容された投光素子と干渉することなく且つ光軸と平行な水平面と、投光面から後側にオフセットし且つ該端末部材の長手方向に延びる鉛直壁とを形成した段付きの切欠き形状を有し、
前記鉛直壁には、可撓性ケーブルを備えた外部コネクタを光軸方向に前記端末部材の投光面側から背面側に向けてアクセス可能な差込口が形成されると共に該差込口に臨んでコネクタピンが配置され、
前記外部コネクタを前記水平面に沿って前記差込口にアクセスさせて該差込口を通じて前記コネクタピンに連結したときに、該外部コネクタを含む前記端末部材が前記ケース本体と実質的に同じ断面形状となることを特徴とする投光器。 Elongated bar-shaped outer shape having a light-projecting surface facing a light-receiving surface of a multi-optical axis elongated bar-shaped light receiver, and light projecting elements at regular intervals from one end to the other end Projectors arranged in a row,
The outer shape of the projector includes a case body having an elongated U-shaped cross-section with both ends open, an elongated shape that closes one end and opens the other end and accommodates a plurality of light projecting elements, and has an open end. It is formed with a terminal member connected to the case body in a state of being butted against the open end of the case body,
The terminal member is cut out from the same cross-sectional shape as the case main body, a horizontal plane parallel to the optical axis without interfering with the light projecting element accommodated in the terminal member, and the rear surface from the light projecting surface. A stepped notch shape that forms a vertical wall that is offset to the side and extends in the longitudinal direction of the terminal member;
The vertical wall is formed with an insertion port through which an external connector having a flexible cable can be accessed in the optical axis direction from the light projecting surface side to the back surface side of the terminal member. The connector pins are arranged,
When the external connector is accessed to the insertion port along the horizontal plane and connected to the connector pin through the insertion port, the terminal member including the external connector has substantially the same cross-sectional shape as the case body. A projector characterized by
該受光器の外形が、両端を開放した細長い断面略コ字状のケース本体と、一端を閉塞し他端を開放し且つ複数の受光素子を収容する細長い形状を備えると共に、その開放した端を前記ケース本体の開放した端に突き合わせた状態で前記ケース本体に連結される端末部材とで形成され、
前記端末部材が、前記ケース本体と同じ断面形状からその一部を切り欠いて、該端末部材に収容された受光素子と干渉することなく且つ光軸と平行な水平面と、受光面から後側にオフセットし且つ該端末部材の長手方向に延びる鉛直壁とを形成した段付きの切欠き形状を有し、
前記鉛直壁には、可撓性ケーブルを備えた外部コネクタを光軸方向に前記端末部材の受光面側から背面側に向けてアクセス可能な差込口が形成されると共に該差込口に臨んでコネクタピンが配置され、
前記外部コネクタを前記水平面に沿って前記差込口にアクセスさせて該差込口を通じて前記コネクタピンに連結したときに、該外部コネクタを含む前記端末部材が前記ケース本体と実質的に同じ断面形状となることを特徴とする受光器。 Equipped with an elongated bar-shaped outer shape with a light-receiving surface facing the light-projecting surface of a multi-optical axis elongated bar-shaped projector, and a row of light-receiving elements at regular intervals from one end to the other A receiver arranged in
The outer shape of the light receiver includes an elongated case body having an approximately U-shaped cross-section with both ends open, an elongated shape that closes one end and opens the other end and accommodates a plurality of light receiving elements. It is formed with a terminal member connected to the case body in a state of being butted against the open end of the case body,
The terminal member is cut out from the same cross-sectional shape as the case main body, without interfering with the light receiving element accommodated in the terminal member, and parallel to the optical axis, and from the light receiving surface to the rear side. A stepped notch shape that forms a vertical wall that is offset and extends in the longitudinal direction of the terminal member;
The vertical wall is formed with an insertion port that allows an external connector having a flexible cable to be accessed in the optical axis direction from the light receiving surface side to the back surface side of the terminal member, and faces the insertion port. The connector pins are arranged in
When the external connector is accessed to the insertion port along the horizontal plane and connected to the connector pin through the insertion port, the terminal member including the external connector has substantially the same cross-sectional shape as the case body. An optical receiver characterized by
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