JP4294985B2 - 連設型センサシステム、マスタユニット、センサユニット並びにセンサ中継ユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検知対象物の状態監視等を行う連設型センサシステムに関する。また、同時に提案される本発明は、そのシステムに用いるマスタユニット、センサユニット並びにセンサ中継ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動化された製造ラインでは、ワークの加工などを確実に行うために、ワークの加工状態を監視しつつ製造が行われる。則ち、自動化された製造ラインでは、ワーク（被検知対象物）の近傍に加工状態を監視するセンサを多数配置し、各センサの判別信号を監視しつつワークの加工が行なわれる。
このようなセンサシステムにおいては、センサを制御する機器の配線が面倒であるため、これらの機器をユニット化し、各ユニットを物理的に接続することによって各機器間の配線を同時に完了させる連設型センサシステムが活用されている。
則ち、ワークの近傍に多数のセンサユニットを連設して設置し、各センサユニットに接続された光ファイバで成るセンサヘッドをワークの監視部位近傍に近接させて多数配設し、各センサユニットから出力される検知信号をマスタユニットを介して上位制御装置で監視する連設型センサシステムが知られている。
【０００３】
また各センサユニットからマスタユニットへセンサの検知信号を伝送する方策として、次の特許文献に記載された構造が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２２２７８６号公報
【特許文献２】
特開２００２−２６０７７０号公報
【０００５】
則ち、特許文献１には、各センサユニットに接続されたセンサヘッドの検知信号をマスタユニット側へシリアル伝送する構成が開示されている。この構成によれば、センサの検知信号や受光量、或いは、閾値などの複数のセンサ情報をデジタルデータとしてマスタユニット側へ伝送して上位制御装置で集中管理したり、あるいは、上位制御装置やマスタユニットから各センサユニットへ指令信号を伝送して各センサユニットのセンサヘッドの発光タイミングの制御や設定の変更を行うような集中制御を行うことが可能である。
【０００６】
また特許文献２には、各センサユニットに接続されたファイバセンサの検知信号をマスタユニット側へ独立して伝送する構成が開示されている。
この構成によれば、各センサユニットのセンサの検知信号を各々独立してマスタユニット側へ伝送するので、シリアル伝送を行う構成に比べてセンサの検知信号を遅延なくマスタユニット側へ伝送可能であり、ワークの稼働を高速に行うことが可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが近時の自動化された製造ラインでは、ワークをさらに高速で加工することが要求され、前記特許文献１，２に記載された構成では、上記要求に応えるレベルに各センサを集中管理することができず、いずれも支障を来すものであった。
則ち特許文献１に記載された構成では、シリアル伝送によってセンサ情報の集中管理を容易に行うことはできるものの、センサの検知信号をシリアル信号で伝送するための時間遅れが生じ、信号伝送の遅延に伴ってワークの稼働速度が制約を受けるものとなっていた。
また、特許文献２に記載された構成では、センサの検知信号を遅延なくマスタユニット側へ伝送可能なものの、センサの検知信号以外のセンサ情報を伝送することができず、センサ情報の集中管理ができないものであった。
【０００８】
また連設型センサシステムでは、ワークに対して多数のセンサユニットが連設配置されるため、信号伝送路の断線や短絡の異常が発生し易く、異常の発生が分かりにくい。このため、異常が生じたままワーク加工が進行することがあり、システムの信頼性の面から改善が望まれていた。
【０００９】
本発明は、前記事情に鑑みて提案されるもので、各センサの検知信号をマスタユニット側へ高速に伝送してワークの加工の高速化を図りつつ、しかも、各センサの情報をマスタユニット側へ伝送して集中管理できる連設型センサシステムを提供することを目的とする。また、同時に提案される本発明は、そのシステムに用いられるマスタユニット、センサユニット及びセンサ中継ユニットを提供することを目的とする。
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明者らは次の技術的手段を講じた。
則ち、本発明に係る連設型センサシステムは、上位制御装置に接続されるマスタユニットと、検出対象から検出した物理量に応じて検出信号を出力するセンサを有した１または２以上のセンサユニットとを備え、前記マスタユニットとセンサユニットを物理的にも信号的にも互いに接続し、前記各センサユニットの前記センサからの検出信号に基づく信号を前記マスタユニットへ伝送する連設型センサシステムであって、前記各センサユニットは、前記センサの検出信号に基づく信号を予め定められた閾値と比較して判別信号を生成する制御部を備えると共に、前記マスタユニットおよび各センサユニットは、所定時間幅の複数ビットの信号で形成されるシリアル信号を送受信するシリアル伝送手段と、隣接する前記ユニットと接続する接続手段と、前記各センサユニットの前記制御部で生成された判別信号を並列的に伝送するパラレル伝送路と、前記各センサユニットの前記制御部が有する検出に関する情報に基づいて、前記シリアル伝送手段で生成される前記シリアル信号を直列的に伝送するシリアル伝送路とを備え、前記パラレル伝送路および前記シリアル伝送路は、前記接続手段により各ユニットが接続されることで各ユニットに跨って形成され、前記マスタユニットに連設された前記各センサユニットから出力される前記判別信号は、前記パラレル伝送路を介して各々独立して前記マスタユニット側へ伝送される一方、前記マスタユニットに連設された前記各センサユニットから出力される前記シリアル信号は、前記各センサユニットが共有する前記シリアル伝送路を介して前記マスタユニット側へ伝送されることを特徴とする。
【００１１】
ここに、本発明で言う判別信号とは、前記したように、制御部によってセンサの検出信号に基づく信号を予め定められた閾値と比較して得られる二値化された信号を指す。
本発明によれば、各センサユニットから出力されるセンサの判別信号は、パラレル伝送路を介して各々独立してマスタユニットへ伝送され、マスタユニットは、伝送されて来た各センサの判別信号を参照して被検知対象物の加工状況を判別することができる。則ち、各センサの判別信号は遅延することなくマスタユニットへ伝送されるので、被検知対象物（ワーク）の稼働速度（加工速度）が、加工状況を監視するためのセンサの判別信号の遅延によって制約を受けることがない。
【００１２】
また、各センサユニットのセンサの検出に関する情報がシリアル伝送路を介してマスタユニット側へ伝送され。これにより、マスタユニットは、伝送されて来た情報に基づいて各センサユニットの動作状態を管理することが可能となる。また、上位制御装置へ必要なデータを送出して各センサユニットの動作状態を集中管理することも可能である。
ここに、センサとして光電センサを用いる場合には、センサの検出に関する情報とは、受光量のピーク値やボトム値、センサの検出信号を二値化するための閾値などを指す。また、センサとして、近接センサや圧力センサ、超音波センサを用いる場合は、センサの検出信号そのものを指す。
【００１３】
ところで、パラレル伝送路を伝送される信号に対してシリアル伝送路を伝送される信号は遅延する。則ち、本発明において、シリアル伝送路を介してマスタユニットへ伝送されるセンサ情報は、パラレル伝送路を介して伝送されるセンサの判別信号に対して遅延する。
しかし前記したように、シリアル伝送される信号は、センサの閾値や、受光量のピーク値、ボトム値などである。従って、マスタユニットまたは上位制御装置において、伝送されるシリアル信号を適宜の間隔でサンプリングしつつデータの表示などを行うことにより、各センサユニットの動作状態を集中管理することが可能となる。
【００１４】
また、本発明によれば、上位制御装置の指令信号に基づいてマスタユニットからシリアル伝送路を介して各センサユニットへ制御信号を伝送することができる。従って、例えば、上位制御装置の指令信号に基づいてマスタユニットから各センサユニットに制御信号を伝送し、各センサユニット毎の設定閾値などを変更させることが可能である。また、各センサユニットが表示部を有する構成では、上位制御装置の指令信号に基づいてマスタユニットから各センサユニットへ表示切換信号を伝送して表示内容を変更させることが可能である。
【００１５】
本発明において、のセンサユニットの有するセンサとしては、ユニットから光ファイバを用いたセンサヘッドを延出するファイバセンサが好適である。ファイバセンサでは、センサユニットにセンサヘッドを接続する必要があり、センサヘッドの接続構造やユニット内部の発光素子、受光素子の専有面積が大きい。従って、１台のセンサユニットは、一つのセンサヘッドを有する構成が好適である。
【００１６】
本発明において、隣接するユニットとの間を接続して信号伝送を行うための信号接続手段として、電気的接続によって信号伝送を行う接続手段や、光の送受信によって信号伝送を行う接続手段を採用することが可能である。
【００１７】
本発明に係る連設型センサシステムは、検出対象から検出した物理量に応じた検出信号を予め定められた閾値と比較して判別信号を出力する１又は２以上のセンサが接続されたセンサ中継ユニットを備え、当該センサ中継ユニットは、前記マスタユニットまたは前記センサユニットと物理的にも信号的にも接続されて、前記センサの判別信号を前記マスタユニット側へ中継出力する構成とされ、前記センサ中継ユニットは、隣接する前記マスタユニットまたはセンサユニットと信号接続する接続手段と、自らに接続された前記センサおよび前記各センサユニットから出力される判別信号を並列的に伝送するパラレル伝送路と、隣接する前記センサユニットから伝送される前記シリアル信号を中継伝送するシリアル伝送路とを備え、前記パラレル伝送路および前記シリアル伝送路は、前記接続手段により各ユニットが接続されることで各ユニットに跨って形成され、自らに接続された前記センサおよび前記各センサユニットから出力される判別信号は、前記パラレル伝送路を介して各々独立して前記マスタユニット側へ伝送される一方、隣接する前記各センサユニットから伝送される前記シリアル信号は、前記各ユニットが共有する前記シリアル伝送路を介して前記マスタユニット側へ伝送されることを特徴とする。
【００１８】
ここで本発明に係るセンサユニットの有するセンサは、検出対象から検出した物理量に応じた検出信号を出力するものであった。これに対して、本発明のセンサ中継ユニットに接続されるセンサは、検出対象から検出した物理量に応じた検出信号に基づく信号を予め定められた閾値と比較して得られる二値化された判別信号を出力するものである。
則ち、センサ中継ユニットに接続されるセンサは、センサの設置部位から、電気信号としてセンサ中継ユニットへ判別信号を伝送可能なフォトマイクロセンサ（フォトマイクロスイッチ）などが好適である。特に、センサ部分に受光信号の増幅器やコンパレータを内蔵したものであれば、センサ中継ユニット側の構成を簡略化できるうえに、判別信号をそのまま外部へ出力することができ、センサ中継ユニットを大型化することなく複数のフォトマイクロセンサの判別信号を容易に中継可能である。
【００１９】
本発明によれば、前記センサユニットと同様に、センサ中継ユニットに接続された各センサの判別信号は、パラレル伝送路を介して各々独立してマスタユニット側へ伝送され、マスタユニットは、伝送されて来た各センサのの判別信号を参照して、被検知対象物の加工状況を判別することができる。則ち、各センサの判別信号は遅延することなくマスタユニットへ伝送されるので、被検知対象物（ワーク）の稼働速度（加工速度）が、センサの判別信号の遅延によって制約を受けることがない。
【００２０】
また、連設型センサシステムにおいて、前記センサユニットは、前記制御部から出力される前記センサの判別信号についても、前記シリアル伝送手段でシリアル信号に変換して前記シリアル伝送路を介して前記マスタユニット側へ伝送する構成で、前記マスタユニットは、前記パラレル伝送路および前記シリアル伝送路を介して伝送される前記センサの判別信号同士を比較する比較手段を備え、前記マスタユニットは、同一の前記センサユニットから伝送される同一センサの判別信号同士を比較手段で比較し、双方のデータが食い違うときは異常と判別して必要な異常対応処理を行う構成とされている。
【００２１】
さらに、連設型センサシステムにおいて、前記センサ中継ユニットは、所定時間幅の複数ビットの信号で形成されるシリアル信号を送受信するシリアル伝送手段を備え、自らに接続されたセンサの判別信号についても、前記シリアル伝送手段でシリアル信号に変換して前記シリアル伝送路を介して前記マスタユニット側へ伝送する構成で、前記マスタユニットは、前記パラレル伝送路および前記シリアル伝送路を介して伝送される前記センサの判別信号同士を比較する比較手段を備え、前記マスタユニットは、同一の前記センサ中継ユニットから伝送される同一センサの判別信号同士を比較手段で比較し、双方のデータが食い違うときは異常と判別して必要な異常対応処理を行う構成とされている。
【００２２】
さらにまた、、センサユニットあるいはセンサ中継ユニットの同一のセンサの判別信号を、経路の異なるパラレル伝送路およびシリアル伝送路を介してマスタユニット側へ伝送して比較することができる。これにより、各経路を経由して伝送された本来同一であるべきセンサの判別信号が異なるときは、パラレル伝送路またはシリアル伝送路等に異常が生じていると判別することができる。
【００２３】
本発明の一つの活用例として、ワークの稼働中において、各センサユニットおよびセンサ中継ユニットからパラレル伝送路およびシリアル伝送路を介して順次マスタユニットへ伝送される判別信号をマスタユニットで順次比較する構成を採ることができる。
【００２４】
また、本発明の他の活用例として、ワークの稼働時を除く期間に、各センサユニットおよびセンサ中継ユニットで擬似的にセンサの判別信号を生成してマスタユニットへ伝送するすることも可能である。
例えば、マスタユニットに順次接続される全てのセンサユニット及びセンサ中継ユニットにおいて、各センサ毎に擬似的にＨレベルの判別信号を生成する。そして、マスタユニットでは、パラレル伝送路及びシリアル伝送路を介して伝送される擬似生成された判別信号を記憶する。次いで、全てのセンサユニット及びセンサ中継ユニットにおいて、各センサ毎に擬似的にＬレベルの判別信号を生成する。そして、マスタユニットでは、パラレル伝送路及びシリアル伝送路を介して伝送される擬似生成された判別信号を記憶する。
そして、記憶された各センサユニットまたはセンサ中継ユニット毎の判別信号を比較手段で順次比較する。
【００２５】
比較の結果、Ｈレベルの判別信号の送出時にマスタユニットで受信する各々のセンサ毎のシリアル信号及びパラレル信号の判別信号のいずれか一方または双方がＬレベルとなる状態や、Ｌレベルの判別信号の送出時にマスタユニットで受信する各々のセンサ毎のシリアル信号及びパラレル信号の判別信号のいずれか一方または双方がＨレベルとなる状態が検出されると、パラレル伝送路またはシリアル伝送路に断線や短絡などの異常が生じていると判別する。
【００２６】
従って、マスタユニットでは、異常を判別することにより、上位制御装置へ異常判別信号を送出して異常報知やワークの稼働を強制的に停止させるなどの異常対応処理を行うことが可能である。
本発明において、センサユニット及びセンサ中継ユニット側でＨレベルやＬレベルの判別信号を各センサ毎に対応させて擬似生成させるには、接続される全てのセンサユニット及びセンサ中継ユニットに対して、マスタユニットからシリアル伝送路を介して判別信号を擬似生成させる指令信号を送出して行うことが可能である。
【００２７】
さらにまた、マスタユニットにおけるセンサの判別信号の比較処理は、例えば、システムへの電源の通電開始時などに自動的に行わせても良く、また、上位制御装置の操作によってマスタユニットへ異常判別処理の制御信号を送出して適宜行わせることも可能である。
【００２８】
さらにまた、連設型センサシステムにおいて、前記マスタユニットは論理演算手段を備え、前記センサユニットまたは前記センサ中継ユニットから前記パラレル伝送路を介して伝送される前記センサの判別信号に所定の論理演算処理を施して前記上位制御装置へ出力する構成とされている。
【００２９】
ワークの監視に際して、各センサユニットやセンサ中継ユニットからパラレル伝送路を介して伝送されるセンサの判別信号の中には、判別信号のレベルがＨレベルのときに正常と判別されるものもあれば、Ｌレベルのときに正常と判別されるものも含まれる。
本発明によれば、Ｈレベルと判別されるべき判別信号の中に一つでもＬレベルの判別信号が混在するような場合、あるいは、Ｌレベルと判別されるべき判別信号の中に一つでもＨレベルの判別信号が混在するような場合を論理演算手段で演算して、その結果だけを上位制御装置へ出力する。則ち、全てのセンサの判別信号ではなく、ワークの状態が正常であるか否かを判別可能な演算結果だけを上位制御装置へ出力する。
【００３０】
これにより、各センサの判別信号を全てマスタユニットから上位制御装置へ伝送することなく、論理演算手段で演算された結果だけを上位制御装置へ伝送することによりワークの監視を行うことができ、伝送線の数を削減して構成を簡略化しつつ信頼性を向上させることが可能となる。
本発明において、パラレル伝送路を介してマスタユニットへ伝送される判別信号の伝送タイミングが異なるときは、必要に応じて、論理演算手段の入力側にラッチ回路を含ませた構成としても良い。
【００３１】
本発明に係るマスタユニットは、検出対象から検出した物理量に応じて検出信号を出力するセンサを有した１または２以上の外部ユニットが信号の下流側に連設可能であり、前記外部ユニット側において前記センサの検出信号に基づく信号を予め定められた閾値と比較して生成され伝送される判別信号を受信して、上流側に別置された上位制御装置との間で必要な信号を伝送する連設型センサシステムに用いるマスタユニットであって、前記上位制御装置との間で伝送する信号を生成する制御部と、所定時間幅の複数ビットの信号で形成されるシリアル信号を送受信するシリアル伝送手段と、前記上位制御装置へ接続される上流側接続部と、前記外部ユニットへ接続される下流側パラレル接続部および下流側シリアル接続部とを備え、前記下流側パラレル接続部には、前記外部ユニットから出力される前記各センサの判別信号が伝送されると共に、前記下流側シリアル接続部には、前記外部ユニットから出力される前記シリアル信号が伝送され、前記制御部は、伝送された各センサの判別信号および前記シリアル信号に基づいて必要な信号を生成して、前記上流側接続部を介して前記上位制御装置へ伝送することを特徴とする。
【００３２】
本発明によれば、下流側パラレル接続部へ伝送される各センサの判別信号は、シリアル伝送する場合に比べて遅延が生じない。従って、下流側パラレル接続部へ伝送される各センサの判別信号に基づいて、被検知対象物（ワーク）の加工状況を判別することにより、ワークの稼働速度（加工速度）が、センサの判別信号の遅延によって制約を受けることがない。
また、本発明のマスタユニットによれば、シリアル伝送路を介して外部ユニットから伝送される信号を受信できると共に、外部ユニットへ制御信号などを送信することができる。更に、上位制御装置との間で制御に必要な信号を送受信することができ、外部ユニットの動作状態や制御を上位制御装置で集中管理することが可能となる。
【００３３】
また、前記外部ユニットから前記下流側パラレル接続部および下流側シリアル接続部へ伝送される前記センサの判別信号同士を比較判別する比較手段を備え、同一の前記外部ユニットから伝送される同一センサの判別信号を前記比較手段で比較し、双方のデータが食い違うときは異常と判別して必要な異常対応処理を行う構成とされている。
【００３４】
同一の外部ユニットから伝送される同一センサの判別信号は、下流側のパラレル接続部及び下流側のシリアル接続部のいずれに繋がる経路を介して伝送されても本来同一である。本発明は、本来同一であるべき信号の食い違いを比較手段で判別することによって、下流側のパラレル接続部及びシリアル接続部に接続される伝送路の異常を判別することを可能にしている。
異常が判別されたときは、上位制御装置へ異常判別信号を送出して異常報知やワークの稼働を強制的に停止させるなどの異常対応処理を行うことが可能である。
【００３５】
さらに、前記外部ユニットから前記下流側パラレル接続部へ伝送される前記センサの判別信号に所定の論理演算処理を施して前記上流側接続部へ出力する論理演算手段を備えた構成である。
【００３６】
下流側のパラレル接続部に伝送されるセンサの判別信号の中には、判別信号のレベルがＨレベルのときにワークの状態が正常と判別されるもの、あるいは、Ｌレベルのときにワークの状態が正常と判別されるものが含まれる。
従って、Ｈレベルで正常と判別される判別信号群の中に、一つでもＬレベルの判別信号が混在するような場合、あるいは、Ｌレベルで正常と判別される判別信号群の中に、一つでもＨレベルの判別信号が混在するような場合を論理演算手段で演算した演算結果によってワークの監視を行うことが可能である。
【００３７】
本発明によれば、下流側パラレル接続部に伝送されるセンサの判別信号を全て上流側パラレル接続部を介して上位制御装置へ伝送する必要がなく、論理演算手段で演算された結果だけを上位制御装置へ伝送することでワークの監視を行うことができ、伝送線の数を削減しつつ信頼性を向上させることが可能となる。
本発明においても、下流側パラレル接続部を介して伝送される各判別信号のタイミングが異なるときは、必要に応じて、論理演算手段の入力側にラッチ回路を含ませた構成を採ることも可能である。
【００３８】
本発明に係るセンサユニットは、検出対象から検出した物理量に応じて検出信号を出力するセンサが内蔵又は外付けされ、当該センサの検出信号に基づく信号を出力するセンサユニットであって、前記センサの検出信号に基づく信号を予め定められた閾値と比較して判別信号を生成する制御部と、所定時間幅の複数ビットの信号で形成されるシリアル信号を送受信するシリアル伝送手段と、外部との間で信号伝送を行う上流側パラレル接続部、上流側シリアル接続部、下流側パラレル接続部および下流側シリアル接続部を備え、前記上流側パラレル接続部および下流側パラレル接続部の間には、前記制御部から出力される前記センサの判別信号を前記上流側パラレル接続部を介して独立して出力すると共に、外部から前記下流側パラレル接続部へ伝送される前記センサの判別信号を各々独立して前記上流側パラレル接続部を介して出力するパラレル伝送路が形成され、前記上流側シリアル接続部および下流側シリアル接続部の間には、前記制御部が有する検出に関する情報に基づいて前記シリアル伝送手段で生成される前記シリアル信号を直列的に伝送するシリアル伝送路が形成されることを特徴とする。
【００３９】
本発明によれば、自らが備える（内蔵又は外付け）センサの検出信号に基づく判別信号、および、外部のセンサユニット等から伝送されるセンサの判別信号を各々独立してパラレル伝送路を介して上流側パラレル接続部から出力することができる。
また、上流側および下流側のシリアル接続部の間に形成されるシリアル伝送路を介して外部との間でシリアル信号を送受信することが可能となる。
これにより、パラレル伝送路によりワークの稼働を高速化しつつ、シリアル伝送路により各センサの作動状況を上位制御装置などで集中管理することが可能となる。
【００４０】
また、前記制御部から出力される前記センサの判別信号を前記シリアル伝送手段でシリアル信号に変換し、当該シリアル信号を前記シリアル伝送路を介して出力する構成とされている。
【００４１】
本発明によれば、センサの判別信号は、シリアル伝送路を介して外部へ出力される。一方、センサの判別信号は、パラレル伝送路を介しても外部へ出力される。従って、これらのシリアル伝送路およびパラレル伝送路を介して出力されるセンサの判別信号同士を外部で比較判別することにより、シリアル伝送路あるいはパラレル伝送路における断線や短絡の発生を検知することも可能となる。
本発明において、センサの判別信号は、ワークの稼働中に出力される判別信号であっても良く、また、ワークの稼働時を除く期間に擬似的に生成される判別信号でも良い。
【００４２】
さらに、前記上流側パラレル接続部および下流側パラレル接続部は同一数の接続端子を配列して形成され、前記配列された上流側の各接続端子と下流側の各接続端子は各々対応付けられており、自らに内蔵又は外付けされた前記センサの判別信号は上流側に配列される前記接続端子の一つに配線接続されると共に、前記下流側の各接続端子は前記判別信号が接続された前記接続端子を除く前記上流側の接続端子に対して、所定の規則に基づいて順次対応をずらせて配線されて前記パラレル伝送路が形成される。
【００４３】
本発明によれば、例えば、上流側および下流側パラレル接続部が各々１６個の接続端子を配列して形成され、配列された各接続端子に各々１〜１６の番号を付して対応させた構成とすることができる。そして、自らが有するセンサの判別信号は、上流側の番号１の接続端子に配線接続され、更に、下流側の番号１の接続端子を上流側の番号２の接続端子に接続し、下流側の番号２の接続端子を上流側の番号３の接続端子に接続するというように、下流側の番号ｎの接続端子を上流側の番号ｎ＋１の接続端子に接続するパラレル伝送路の構成を採ることができる。
【００４４】
この構成によれば、同一構成の１６台のセンサユニットを隣接して配置し、各センサユニットの下流側パラレル接続部を隣接するセンサユニットの上流側パラレル接続部に順次接続することにより、１６台のセンサユニットの各々のセンサの判別信号を、隣接して接続されたセンサユニットを介して形成されるパラレル伝送路を通じて各々独立して伝送することが可能となる。これにより、センサユニットの構成の共通化を図りつつ、各センサの判別信号を各ユニットを介して形成されるパラレル伝送路を通じて高速に伝送することが可能となる。
【００４５】
本発明に係る中継ユニットは、検出対象から検出した物理量に応じた検出信号に基づく信号を予め定められた閾値と比較して判別信号を出力する１又は２以上のセンサが接続される入力部を有し、当該入力部へ入力された前記センサの判別信号を外部へ中継出力するセンサ中継ユニットであって、外部との間で信号伝送を行う上流側パラレル接続部、上流側シリアル接続部、下流側パラレル接続部および下流側シリアル接続部を備え、前記上流側パラレル接続部および下流側パラレル接続部の間には、前記入力部に接続された前記センサの判別信号を前記上流側パラレル接続部を介して独立して出力すると共に、外部から前記下流側パラレル接続部へ伝送される信号を各々独立して前記上流側パラレル接続部を介して出力するパラレル伝送路が形成され、前記上流側シリアル接続部および下流側シリアル接続部の間には、外部から入力される所定時間幅の複数ビットの信号で形成されるシリアル信号を中継伝送するシリアル伝送路が形成されることを特徴とする。
【００４６】
本発明によれば、自らに接続されるセンサの判別信号と外部から伝送されるセンサの判別信号とを、各々独立してパラレル伝送路を介して上流側パラレル接続部から出力することができる。
これにより、ワークの稼働を高速化しつつ各センサの作動状況を上位制御装置などで集中管理することが可能となる。
また、シリアル伝送路を介して外部から入力されるシリアル信号を中継伝送可能である。
【００４７】
また、所定時間幅の複数ビットの信号で形成されるシリアル信号を送受信するシリアル伝送手段を有し、前記入力部に接続された前記センサの判別信号を前記シリアル伝送手段でシリアル信号に変換し、前記シリアル伝送路を介して出力する構成とされている。
【００４８】
本発明によれば、センサの判別信号は、シリアル伝送路を介して外部へ出力される。一方、センサの判別信号は、パラレル伝送路を介しても外部へ出力される。従って、これらのシリアル伝送路およびパラレル伝送路を介して出力されるセンサの判別信号同士を外部で比較判別することにより、シリアル伝送路あるいはパラレル伝送路における断線や短絡の発生を検知することが可能となる。
本発明においても、センサの判別信号は、ワークの稼働中に出力される判別信号であっても良く、また、ワークの稼働時を除く期間に擬似的に生成される判別信号でも良い。
【００４９】
また、前記上流側パラレル接続部および下流側パラレル接続部は同一数の接続端子を配列して形成され、配列された上流側の各接続端子と下流側の各接続端子は各々対応付けられており、前記入力部に入力される前記１又は２以上のセンサの判別信号は上流側に配列される接続端子群の特定の１又は２以上の接続端子に各々独立して配線接続されると共に、下流側の各接続端子は前記判別信号が接続された接続端子を除く上流側の接続端子に対して、所定の規則に基づいて順次対応をずらせて配線されて前記パラレル伝送路が形成される。
【００５０】
本発明によれば、例えば、上流側および下流側パラレル接続部が各々１６個の接続端子を配列して形成され、配列された各接続端子に各々１〜１６の番号を付して対応させた構成とすることができる。そして、自らに接続されるセンサの数が８個の場合、当該センサの判別信号は、上流側の番号１〜８の接続端子に各々配線接続され、更に、下流側の番号１の接続端子を上流側の番号９の接続端子に接続し、下流側の番号２の接続端子を上流側の番号１０の接続端子に接続するというように、下流側の番号ｎの接続端子を上流側の番号（ｎ＋８）の接続端子に接続するパラレル伝送路の構成を採ることができる。
【００５１】
この構成によれば、同一構成の２台のセンサ中継ユニットを隣接して配置し、一方のセンサ中継ユニットの下流側パラレル接続部を隣接するセンサ中継ユニットの上流側パラレル接続部に順次接続することにより、各センサ中継ユニットのセンサの判別信号をパラレル伝送路を通じて各々独立して伝送することが可能となる。
【００５２】
また、センサ中継ユニットに本件発明に係るセンサユニットを順次接続することにより、センサ中継ユニットおよび各センサユニットのセンサの判別信号をパラレル伝送路を通じて各々独立して伝送することも可能である。本発明によれば、センサ中継ユニットの構成の共通化を図りつつ、各センサの判別信号を各ユニットを介して形成されるパラレル伝送路を通じて高速に伝送することが可能となる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
本発明の実施形態の説明に際しては、まず、連設型センサシステムを構成するマスタユニット、センサユニットおよびセンサ中継ユニットの構成を示した後にシステム構成を述べる。なお説明の便宜上、上下の表現は、実際の機器の取付け姿勢に係わらず、図１，３，５の斜視図の姿勢を基準とする。
【００５４】
図１はマスタユニット３を示す斜視図および平面図、図２はマスタユニット３の内部構成を示すブロック図、図３はセンサユニット５を示す斜視図、図４はセンサユニット５の内部構成を示すブロック図、図５はセンサ中継ユニット７を示す斜視図および平面図、図６はセンサ中継ユニット７の内部構成を示すブロック図である。
【００５５】
マスタユニット３は、センサユニット５やセンサ中継ユニット７から伝送される信号を集約しつつ上位制御装置（不図示）との間で必要な信号を伝送する機能を有するものである。マスタユニット３は、図１（ａ）の様に、幅に比べて僅かに高さが高く横方向へ長い直方体形状のケース３ａに部材を収容したユニットである。
ケース３ａの長手方向の一端は幅方向全長に渡って切り欠かれて段部３ｅが形成され、段部３ｅに隣接する上面中央と段部３ｅの中央には各々凹部３ｆ，３ｇが設けられている。この凹部３ｆ，３ｇの内部には、電源供給線（不図示）を接続するねじ式の端子４１ａ，４１ｂが設けられて電源接続部４１を形成している。
【００５６】
ケース３ａの上面（図１ａ基準）には、上方向へ突出させてＭＩＬコネクタ３６が設けられている。このＭＩＬコネクタ３６は別置されたプログラマブルコントローラやコンピュータ等の上位制御装置（不図示）とケーブルで接続されて信号伝送を行う。本実施形態では、２０個の接続端子を有するＭＩＬコネクタ３６を用いており、接続端子の一部を上流側パラレル接続部４３ｂとして用いると共に、残りの接続端子を上流側シリアル接続部４３ａとして用いる構成としている。
また、ケース３ａの上面（図１ａ基準）には、図１（ｂ）の様に、ＭＩＬコネクタ３６に近接させて電源表示灯３ｈが設けられている。
ケース３ａの下面中央部には、幅方向全長に渡って上方へ退入させたレール固定部３ｄが形成され、当該レール固定部３ｄをＤＩＮレール２に嵌入させてマスタユニット３をＤＩＮレール２に固定する構造とされている。
【００５７】
ケース３ａの一方の側面（図１ａ手前側）には、電源接続部４１に近接させて下流側パラレル接続部４６を構成するコネクタ３４、および、下流側シリアル接続部４５を構成するコネクタ３５が設けられている。
本実施形態では、則ち下流側パラレル接続部４６に１６個の接続端子を有するコネクタ３４を用いている。また下流側シリアル接続部４５に５個の接続端子を有するコネクタ３５を用い、この内の２個の接続端子３５ａ，３５ｂが真に下流側シリアル接続部４５として機能する。
これらのコネクタ３４、３５は、ケース３ａの側面に設けられた開口に位置するように、ケース３ａの内部に配されたプリント基板（不図示）に固定され、コネクタ３４，３５の先端は開口から僅かに退入している。
【００５８】
また、ケース３ａのコネクタ３４，３５が設けられた側面の下方には、長手方向両端部に近接して係合凹部３ｂ，３ｃが設けられている。この係合凹部３ｂ，３ｃは、後述するセンサユニット５やセンサ中継ユニット７に設けられた係合突起を嵌入させて係合するもので、ユニット同士の接続の際の位置決めを行い、コネクタ３４，３５へ無理な力が加わることを防止する。
【００５９】
マスタユニット３の電気的構成は、図２の通りであり、制御回路部３０を中心に、シリアル伝送部（シリアル伝送手段）３１、比較手段３２およびシリアル伝送部３３を備えて構成されている。また、マスタユニット３は、上流側接続部４３ａと、下流側シリアル接続部４５および下流側パラレル接続部４６を備えている。上流側接続部４３は、上流側シリアル接続部４３ａと上流側パラレル接続部４３ｂで構成され、これらの上流側シリアル接続部４３ａおよび上流側パラレル接続部４３ｂは一つのＭＩＬコネクタ３６で形成されている。また、下流側シリアル接続部４５はコネクタ３５で形成され、下流側パラレル接続部４６はコネクタ３４で形成される。
【００６０】
電源接続部４１から供給される電力は、マスタユニット３の内部に導入されてマスタユニット３の機器を動作させるものであるが、図２の様に電源接続部４１の端子４１ａ，４１ｂは、電源ライン４０を介して下流側シリアル接続部用コネクタ３５の接続端子３５ｄ，３５ｅにも各々接続され、下流側シリアル接続部用コネクタ３５を介して外部へも出力される。
【００６１】
下流側パラレル接続部４６を構成するコネクタ３４は、３４ａ〜３４ｐの１６の接続端子を備え、これらの接続端子３４ａ〜３４ｐは、ＭＩＬコネクタ３６の接続端子３６ａ〜３６ｐに各々独立して直接配線接続されている。
則ち、本実施形態では、ＭＩＬコネクタ３６の接続端子３６ａ〜３６ｐによって上流側パラレル接続部４３ｂを形成している。
【００６２】
シリアル伝送部３１は、シリアル伝送路３８を介して下流側シリアル接続部４５を構成するコネクタ３５の接続端子３５ａ，３５ｂへ接続されると共に制御回路部３０と接続され、制御回路部３０と他のユニットとの間でシリアル信号の送受信を行う。
また、シリアル伝送部３３は、ＭＩＬコネクタ３６の上流側シリアル接続部４３ａたる接続端子３６ｑ，３６ｒへ接続されると共に制御回路部３０と接続され、制御回路部３０と上位制御装置（不図示）との間でシリアル信号の送受信を行う。
【００６３】
比較手段３２は、下流側パラレル接続部用コネクタ３４の各接続端子３４ａ〜３４ｐへ各々独立して接続されると共に、制御回路部３０へ接続されており、下流側パラレル接続部４６を介して伝送される各信号と、シリアル伝送部３１を介して制御回路部３０へ伝送される各信号とを比較して一致、不一致の判別を行う機能を有する。
【００６４】
また、制御回路部３０は同期信号線３９を介して下流側シリアル接続部用コネクタ３５の接続端子３５ｃに接続されており、制御回路部３０で生成した同期信号を外部へ出力する。
則ち、マスタユニット３の下流側シリアル接続部用コネクタ３５は、シリアル伝送路３８を介してシリアル信号の送受信を行うと共に、同期信号線３９を介して同期信号を送出する機能と、電源ライン４０を介して外部へ電源供給を行う機能を兼ね備えている。
【００６５】
本実施形態のマスタユニット３は上記構成とされており、下流側パラレル接続部４６に伝送される信号をそのままＭＩＬコネクタ（上流側パラレル接続部４３ｂ）３６を介して上位制御装置側へ出力する機能を有する。また、制御回路部３０は、下流側シリアル伝送部３１および上流側シリアル伝送部３３を介して上位制御装置および他のユニットとの間でシリアル信号を送受信する機能を有する。更に、下流側パラレル接続部４６に伝送される信号と、シリアル伝送部３１を介して伝送される信号とを比較手段３２で比較判別する機能を備えている。
尚、電源表示灯３ｈは電源ライン４０の間に接続されて電源接続部４１への電源供給が行われているときに点灯表示を行う。
また、本実施形態では、マスタユニット３の構成要素である制御回路部３０、シリアル伝送部３１，３３および比較手段３２を１チップ型のマイコンＭを用いて構成している。
【００６６】
次に、センサユニット５について図３，４を参照しつつ説明する。尚、図３（ａ）はセンサユニット５を一方の側面から見た状態で示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のセンサユニット５を反対側の側面から見た状態で示す斜視図である。
センサユニット５は、光ファイバを用いたセンサヘッドの受光量に応じた検出信号（電気信号）を生成し、この検出信号を所定の閾値で二値化した判別信号を出力する機能を有するもので、図３（ａ），（ｂ）の様に、幅が狭く、前記マスタユニット３と略同一の高さおよび長さを有する直方体のケース５ａに部材を収容したユニットである。
【００６７】
ケース５ａの上面（図３基準）には、デジタル表示部５６ａ、出力切換スイッチ５３ｄ、モードスイッチ５３ｃ、マニュアルスイッチ５３ｂ、セットスイッチ５３ａ、および、動作表示灯５６ｂが設けられている。
デジタル表示部５６ａは、４桁の７セグメントＬＥＤ表示器で形成される表示部を２組並べて配設したもので、例えば、センサヘッド６９の受光量と設定閾値や、受光量と余裕度などの値を同時にデジタル表示可能である。
【００６８】
ケース５ａの上部（図３基準）には、上面全面を覆うカバー６が設けられている。カバー６は、ケース５ａと略同一の幅と長さを有する蓋であり、長手方向端部に内方へ突出する一対の突起６ａ，６ａを、ケース５ａの長手方向端部に設けられた一対の凹部５ｇ，５ｇに嵌入させて取り付けられ、ケース５ａの上面を覆う姿勢と起立姿勢とを姿勢変更自在である。本実施形態では、カバー６の上面に略透明の樹脂材を用いており、カバー６でケース５ａの上面を覆った状態で、デジタル表示部５６ａの表示を透視可能である。
【００６９】
ケース５ａの長手方向端部には、センサヘッド６９を形成する光ファイバ６９ａ，６９ｂを装着するヘッド装着孔５ｈ，５ｉと、装着された光ファイバ６９ａ，６９ｂを固定する固定レバー５ｊが設けられている。光ファイバ６９ａ，６９ｂは、固定レバー５ｊを下方へ倒した状態でヘッド装着孔５ｈ，５ｉに挿入し、固定レバー５ｊを上方へ回動させて固定される。
ケース５ａの下面中央部には、前記マスタユニット３と同様に、幅方向全長に渡って上方へ退入させたレール固定部５ｆが形成され、当該レール固定部５ｆを前記図１（ａ）に示したＤＩＮレール２に嵌入させてセンサユニット５をＤＩＮレール２に固定する構造とされている。
【００７０】
ケース５ａの一方の側面には、図３（ａ）の様に、出力切換スイッチ５３ｄに近接させて、下流側パラレル接続部８５を構成するコネクタ６３と下流側シリアル接続部８４を構成するコネクタ６４が設けられている。
本実施形態では、前記マスタユニット３と同様に、下流側パラレル接続部８５として１６個の接続端子を有するコネクタ６３を用い、下流側シリアル接続部８４として５個の接続端子を有するコネクタ６４を用いている。
これらのコネクタ６３、６４は、ケース５ａの側面に設けられた開口に位置するように、ケース５ａの内部に配されたプリント基板（不図示）に固定され、コネクタ６３，６４の先端は開口から僅かに退入している。
【００７１】
ケース５ａの下流側パラレル接続部用コネクタ６３，および下流側シリアル接続部用コネクタ６４が設けられた側面の下方には、前記マスタユニット３と同様に、長手方向両端部に近接させて係合凹部５ｂ，５ｃが設けられている。
この係合凹部５ｂ，５ｃは、隣接するセンサユニット５やセンサ中継ユニット７に設けられた係合突起を嵌入させて係合するもので、ユニット同士の位置決めと、コネクタ６３，６４へ無理な力が加わることを防止するものである。
【００７２】
また、ケース５ａの他方の側面には、図３（ｂ）の様に、出力切換スイッチ５３ｄに近接させて上流側パラレル接続部８３を構成するコネクタ６１と上流側シリアル接続部８２を構成するコネクタ６２が設けられている。この上流側パラレル接続部用コネクタ６１および上流側シリアル接続部用コネクタ６２は、前記した下流側パラレル接続部用コネクタ６３および下流側シリアル接続部用コネクタ６４と同一形状のコネクタで形成されており、コネクタ６１、６２も、ケース５ａの側面に設けられた開口に位置するように、ケース５ａの内部に配されたプリント基板（不図示）に固定され、コネクタ６１，６２の先端は開口から僅かに退入している。
【００７３】
また、ケース５ａの上流側パラレル接続部用コネクタ６１、および上流側シリアル接続部用コネクタ６２が設けられた側面の下方には、長手方向両端部に近接させて係合突起５ｄ，５ｅが設けられている。この係合突起５ｄ，５ｅは、前記マスタユニット３の係合凹部３ｂ，３ｃや隣接するセンサユニット５の係合凹部５ｂ，５ｃに嵌入して係合するもので、ユニット同士の位置決めと、コネクタ６１，６２へ無理な力が加わることを防止するものである。
【００７４】
センサユニット５とマスタユニット３との接続は、図３（ｂ）の様に、コネクタカバー６０と中継コネクタ６１’，６２’を用いて行う。
まず、コネクタカバー６０をセンサユニット５の上流側パラレル接続部用コネクタ６１および上流側シリアル接続部用コネクタ６２に装着し、更に、中継コネクタ６１’をコネクタ６１に嵌入すると共に中継コネクタ６２’をコネクタ６２に嵌入する。
【００７５】
そして、センサユニット５を、そのレール固定部５ｆを、図１（ａ）に示すＤＩＮレール２に嵌合させてマスタユニット３に近接させて装着し、センサユニット５の側面とマスタユニット３の側面とを密着させて接続が完了する。接続が行われると、センサユニット５の係合突起５ｄ，５ｅがマスタユニット３の係合凹部３ｂ，３ｃに嵌入し、中継コネクタ６１’，６２’が各々マスタユニット３の下流側パラレル接続部用コネクタ３４，下流側シリアル接続部用コネクタ３５と嵌合する。センサユニット５同士の接続も同様にして行う。
【００７６】
センサユニット５の電気的構成は、図４の通りであり、制御回路部５０を中心として、シリアル伝送部５１、タイミング制御部５２、設定部５３、駆動回路５４、発光素子５５、表示部５６、受光素子５７、増幅回路５８、コンパレータ５９および出力素子（出力トランジスタ）Ｑ１を内部に備えている。本実施形態では、発光素子５５，受光素子５７および出力素子Ｑ１を除く各構成要素を１チップのゲートアレイＧを用いて形成している。
【００７７】
上流側シリアル接続部８２を構成する上流側シリアル接続部用コネクタ６２は、６２ａ〜６２ｅの５個の接続端子を備え、この内の２個の接続端子６２ａ，ｂが真の上流側シリアル接続部８２として機能する。また同様に下流側シリアル接続部用コネクタ６４は６４ａ〜６４ｅの５個の接続端子を備え、そのうちの２個の接続端子６４ａ，ｂが真の下流側シリアル接続部８４として機能する。
上流側シリアル接続部８２を構成する接続端子６２ａ，６２ｂと、下流側シリアル接続部８４を構成する接続端子６４ａ，６４ｂとの間は各々直接配線接続されてシリアル伝送路６６が形成されている。
【００７８】
上流側シリアル接続部用コネクタ６２の接続端子６２ｃとタイミング制御部５２の間、および、タイミング制御部５２と下流側シリアル接続部用コネクタ６４の接続端子６４ｃの間は、各々同期信号線６７ａ，６７ｂによって接続されている。
また、上流側シリアル接続部用コネクタ６２の接続端子６２ｄ，６２ｅと下流側シリアル接続部用コネクタ６４の接続端子６４ｄ，６４ｅとの間は各々直接配線接続されて電源ライン６８が形成されている。電源ライン６８の一方は直流電源としてセンサユニット５の内部に接続され、他方はアースラインに接続されている。
【００７９】
上流側パラレル接続部８３を構成するコネクタ６１は６１ａ〜６１ｐの１６個の接続端子を備え、下流側パラレル接続部８５を構成するコネクタ６３は６３ａ〜６３ｐの１６個の接続端子を備えている。
上流側の接続端子６１ａ〜６１ｐの中で端部に位置する接続端子６１ａは、出力信号線６５ａを介してコンパレータ５９に接続された出力素子Ｑ１のコレクタに接続されている。また、下流側の接続端子６３ａは上流側の接続端子６１ｂに接続され、下流側の接続端子６３ｂは上流側の接続端子６１ｃに接続されるようにして、下流側の接続端子６３ｏは上流側の接続端子６１ｐに接続され、下流側パラレル接続部８５と上流側パラレル接続部８３との間は、接続端子が一つずつずれて配線接続されている。
そして、出力信号線６５ａと上流側および下流側パラレル接続部８３，８５との間を接続する配線によってパラレル伝送路６５が形成されている。尚、下流側の最終接続端子６３ｐは遊び端子とされている。
【００８０】
このような構成のセンサユニット５は、次に示す動作を行う。
同期信号線６７ａを介して同期信号が伝送されると、タイミング制御部５２は制御回路部５０へ同期信号を伝送し、制御回路部５０は駆動回路５４によって発光素子５５を駆動する。発光素子５５から出力される光は光ファイバ６９ａを介して伝送されて先端から光を輻射する。光ファイバ６９ａから輻射される光は光ファイバ６９ｂを介して伝送され受光素子５７で電気信号に変換される。電気信号に変換された受光信号は増幅回路５８で増幅され所定の閾値を有するコンパレータ５９でオン／オフの２値化された判別信号に変換される。そして、センサの判別信号はオープンコレクタから成る出力素子Ｑ１を介して上流側パラレル接続部８３の端部の接続端子６１ａから外部に出力される。
【００８１】
また、コンパレータ５９から出力される二値化された判別信号は、制御回路部５０でアナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）などの必要な信号処理が行われ、シリアル伝送部５１でシリアル信号に変換されて伝送先のアドレスを付した所定のプロトコルでシリアル伝送路６６に送出される。
一方、タイミング制御部５２は、同期信号線６７ａに同期信号が伝送されてから所定時間（本実施形態では略１０μｓ）経過した後に、同期信号線６７ｂに同期信号を出力する動作を行う。
【００８２】
本実施形態のセンサユニット５は、前記した検知動作に加えて、設定部５３の各スイッチ操作によって動作状態の切換設定が可能である。
則ち、セットスイッチ５３ａの操作中にセンサヘッド６９に被検知対象物を移動させることにより、自動的に感度調節が行われる。また、マニュアルスイッチ５３ｂを手動操作することにより、感度を適宜の値に変更させる。また、モードスイッチ５３ｃを操作することにより、デジタル表示部５６ａによる表示データやセンサユニット５の動作モードを切換設定する。更に、出力切換スイッチ５３ｄを操作することにより、センサヘッド６９の入光時または遮光時のいずれでオン信号を出力するかを切換可能な構成としている。
また、センサの判別信号の出力時には動作表示灯５６ｂが点灯駆動される。
【００８３】
また、センサユニット５は、シリアル伝送路６６を介して伝送される指令信号を制御回路部５０で受けて、デジタル表示部５６ａの表示データの変更や、動作モードの切換を行うことが可能である。
更に、シリアル伝送路６６を介してシリアル信号で伝送される指令信号を制御回路部５０で受けて、センサヘッド６９に代わる判別信号を擬似的に生成することが可能である。則ち、制御回路部５０は、指令信号で示されるＨレベルまたはＬレベルの擬似的な判別信号を生成可能であり、生成した判別信号をパラレル伝送路６５の出力信号線６５ａおよびシリアル伝送路６６を介して出力する機能を有している。
【００８４】
次に、センサ中継ユニット７について説明する。センサ中継ユニット７は、複数のフォトマイクロセンサが接続可能で、各センサの判別信号を中継する機能を有するもので、図５（ａ），（ｂ）の様に、前記マスタユニット３と略同一の幅、高さおよび長さを有する直方体のケース７ａに部材を収容したユニットである。
【００８５】
ケース７ａの上面には、センサ接続部（入力部）８９と出力表示部９０が設けられている。センサ接続部（入力部）８９は、フォトマイクロセンサ（不図示）から延出する信号線のコネクタを接続する８個の入力コネクタ８１を長手方向に配列してが形成され、出力表示部９０は、各入力コネクタ８１に対応させて出力表示灯９１を配列して形成される。
各入力コネクタ８１はいずれも３個の接続端子８１ａ〜８１ｃを有しており、フォトマイクロセンサから延出する電源線、接地線および信号出力線が接続される。
【００８６】
ケース７ａの一方の側面には、図５（ａ）の様に、長手方向の一端に近接させて下流側パラレル接続部用コネクタ７５および下流側シリアル接続部用コネクタ７６が設けられている。
本実施形態では、前記マスタユニット３およびセンサユニット５と同様に、下流側パラレル接続部９３に１６個の接続端子を有するコネクタ７５を用い、下流側シリアル接続部９２に５個の接続端子を有するコネクタ７６を用いている。
これらのコネクタ７５、７６は、ケース７ａの側面に設けられた開口に位置するように、ケース７ａの内部に配されたプリント基板（不図示）に固定され、コネクタ７５，７６の先端は開口から僅かに退入している。
【００８７】
ケース７ａのコネクタ７５，７６が設けられた側面の下方には、前記マスタユニット３およびセンサユニット５と同様に、長手方向両端部に近接させて係合凹部７ｂ，７ｃが設けられている。この係合凹部７ｂ，７ｃは、隣接するマスタユニット３やセンサユニット５に設けられた係合突起を嵌入させて係合するもので、ユニット同士の接続の際の位置決めと、コネクタ７５，７６へ無理な力が加わることを防止する。
【００８８】
また、ケース７ａの他方の側面には、前記センサユニット５と同様に、上流側パラレル接続部８８を構成するコネクタ７３と上流側シリアル接続部８７を構成するコネクタ７４が設けられている（図５では不図示）。この上流側パラレル接続部用コネクタ７３および上流側シリアル接続部用コネクタ７４は、前記した下流側パラレル接続部用コネクタ７５および下流側シリアル接続部用コネクタ７６と同一形状のコネクタである。
【００８９】
ケース７ａのコネクタ７３，７４が設けられた側面の下方には、長手方向両端部に近接させて係合突起７ｄ，７ｅが設けられている。この係合突起７ｄ，７ｅも、前記マスタユニット３の係合凹部３ｂ，３ｃや隣接するセンサユニット５の係合凹部５ｂ，５ｃに嵌入して係合するもので、ユニット同士の接続の際の位置決めと、コネクタ７３，７４へ無理な力が加わることを防止するものである。
【００９０】
センサ中継ユニット７とマスタユニット３との接続は、前記図３（ｂ）に示した場合と同様に、コネクタカバー６０と中継コネクタ６１’，６２’を用いて行う。
まず、センサ中継ユニット７を、そのレール固定部７ｆを、図１（ａ）に示すＤＩＮレール２に嵌合させてマスタユニット３に近接させて装着し、センサ中継ユニット７の側面とマスタユニット３の側面とを密着させて接続が完了する。接続が行われると、センサ中継ユニット７の係合突起７ｄ，７ｅがマスタユニット３の係合凹部３ｂ，３ｃに嵌入し、中継コネクタ６１’，６２’が各々マスタユニット３の下流側パラレル接続部用コネクタ３４，下流側シリアル接続部用コネクタ３５と嵌合する。センサ中継ユニット７とセンサユニット５との接続やセンサ中継ユニット７同士の接続も同様にして行う。
【００９１】
センサ中継ユニット７は、図６の様に、制御回路部７０を中心に、シリアル伝送部７１およびマルチプレクサ７２を備えて構成される。本実施形態では、各構成要素を１チップのゲートアレイＨを用いて形成している。
上流側シリアル接続部８７を構成する上流側シリアル接続部用コネクタ７４は、７４ａ〜７４ｅの５個の接続端子を備え、この内の２個の接続端子７６ａ，ｂが真の上流側シリアル接続部８７として機能する。また同様に下流側シリアル接続部用コネクタ７６は７６ａ〜７６ｅの５個の接続端子を備え、そのうちの２個の接続端子７６ａ，ｂが真に下流側シリアル接続部９２として機能する。
【００９２】
上流側シリアル接続部８７を構成する接続端子７４ａ，７４ｂと下流側シリアル接続部９２を構成する接続端子７６ａ，７６ｂとの間は各々直接配線接続されてシリアル伝送路７８が形成されている。また、上流側シリアル接続部用コネクタ７４の接続端子７４ｃと、下流側シリアル接続部用コネクタ７６の接続端子７６ｃの間は同期信号線７９で直接配線接続されている。
さらに上流側シリアル接続部用コネクタ７４の接続端子７４ｄ，７４ｅと、下流側シリアル接続部用コネクタ７６の接続端子７６ｄ，７６ｅとの間は各々直接配線接続されて電源ライン８０が形成され、電源ライン８０の一方は直流電源としてセンサ中継ユニット７の内部に接続されると共に、他方はアースラインに接続されている。
【００９３】
上流側パラレル接続部８８を構成するコネクタ７３は７３ａ〜７３ｐの１６個の接続端子を備え、下流側パラレル接続部９３を構成するコネクタ７５は７５ａ〜７５ｐの１６個の接続端子を備えている。
センサ接続部（入力部）８９の各コネクタ８１の接続端子８１ｃは、８本の出力信号線群７７ａを介して各々上流側の８個の接続端子７３ａ〜７３ｈに接続されている。則ちセンサ接続部８９（入力部）の各コネクタ８１の接続端子８１ｃは、上流側パラレル接続部８８の端部から７個目までの接続端子７３ａ〜７３ｐに個別に接続されている。
また、センサ接続部（入力部）８９の各コネクタ８１の接続端子８１ｃは、出力表示部９０およびマルチプレクサ７２にも接続されている。
【００９４】
下流側パラレル接続部９３の端部にある接続端子７５ａは上流側パラレル接続部８８を構成する上流側の８番目の接続端子７３ｉに接続され、続く下流側の接続端子７５ｂは上流側の９番目の接続端子７３ｊに接続され、下流側最後の接続端子７５ｈは上流側の接続端子７３ｐに接続されている。則ち、下流側パラレル接続部９３と上流側パラレル接続部８８との間は、接続端子が８個ずつずれて配線接続されている。そして、出力信号線群７７ａと上流側および下流側パラレル接続部８８，９３との間を接続する配線群７７ｂによってパラレル伝送路７７が形成されている。尚、下流側の接続端子７５ｉ〜７５ｐは遊び端子とされている。
【００９５】
この構成のセンサ中継ユニット７は、次に示す動作を行う。
センサ接続部（入力部）８９の各コネクタ８１に接続されたフォトマイクロセンサ（不図示）から判別信号が出力されると、当該判別信号は各コネクタ８１の接続端子８１ｃを介し、出力信号線群７７ａを介して上流側パラレル接続部８８から出力される。また、各フォトマイクロセンサの判別信号は出力表示部９０に伝送されて出力信号に応じて出力表示灯９１〜９８が点灯駆動される。
一方、制御回路部７０は、マルチプレクサ７２へ伝送される各フォトマイクロセンサの判別信号を一つずつ選択して取り込み、取り込んだ判別信号に順次アナログ／デジタル変換などの必要な処理を行い、シリアル伝送部７１でシリアル信号に変換して所定のプロトコルで順次シリアル伝送路７８へ送出する。
【００９６】
同期信号線７９は、センサ中継ユニット７では内部回路に接続されていない。これは、センサ中継ユニット７に接続されるフォトマイクロセンサは、光の相互干渉を低減した構成とされており、発光タイミングをずらせることが不要なためである。従って、同期信号線７９は、単に、上流側と下流側のシリアル接続部８７，９２を素通りする構成とされており、センサ中継ユニット７の下流側に接続されるセンサユニット５へ同期信号を伝送するものである。
【００９７】
本実施形態のセンサ中継ユニット７は、前記した検知動作に加えて、フォトマイクロセンサの判別信号に代わる判別信号を擬似的に生成することが可能である。則ち、シリアル伝送路７８を介して伝送される指令信号を制御回路部７０で受けて、フォトマイクロセンサから伝送される受光信号に関わらず、制御信号で示されるＨレベルまたはＬレベルの擬似的な判別信号を順次生成する。そして、生成した判別信号を、マルチプレクサ７２を介してパラレル伝送路７７へ出力すると共にシリアル伝送路７８を介して出力する機能を有している。
【００９８】
次に、前記した構成のマスタユニット３、センサユニット５およびセンサ中継ユニット７を組み合わせて形成される連設型センサシステム１の構成およびその動作を、図７，図８を参照して説明する。
図７はマスタユニット３、センサユニット５およびセンサ中継ユニット７を用いた連設型センサシステム１の構成例を示す平面図、図８は図７のシステム１の信号の流れを示す等価回路図である。
【００９９】
本実施形態の連設型センサシステム１は、マスタユニット３、センサユニット５およびセンサ中継ユニット７を組み合わせて種々に形成可能であるが、例えば、図７の様に、１台のマスタユニット３と８台のセンサユニット５と１台のセンサ中継ユニット７とを各々ＤＩＮレール２（図１参照）に装着して相互に物理的に連結接続して形成することができる。各ユニットは、コネクタカバー６０および中継コネクタ６１’，６２’を各ユニットの上流側パラレル接続部用コネクタ６１，７３および上流側シリアル接続部用コネクタ６２，７４に装着して相互に接続される。
【０１００】
本実施形態の連設型センサシステム１において、マスタユニット３のＭＩＬコネクタ３６には上位制御装置から延出するケーブル（不図示）が接続され、電源接続部４１には直流電源（本実施形態では１２Ｖ〜２４Ｖの直流電源）が接続される。また、ワークの監視位置に固定されたセンサヘッド６９の他端は、センサユニット５に装着される。
更に、センサ中継ユニット７のセンサ接続部８９の各コネクタ８１には、フォトマイクロセンサＰＳから延出するケーブルのコネクタが接続される。
【０１０１】
各ユニットを図７の様に接続してシステム１を構成すると、図８の様に、マスタユニット３の下流側パラレル接続部４６およびシリアル接続部４５は、隣接するセンサユニット５の上流側パラレル接続部８３および上流側シリアル接続部８２に各々接続される。
また、センサユニット５の下流側パラレル接続部８５および下流側シリアル接続部８４は、下流側に隣接するセンサユニット５の上流側パラレル接続部８３および上流側シリアル接続部８２に各々接続される。
更に、最も下流側に位置するセンサユニット５の下流側パラレル接続部８５および下流側シリアル接続部８４は、隣接するセンサ中継ユニット７の上流側パラレル接続部８８および上流側シリアル接続部８７に各々接続される。
【０１０２】
この接続により、センサ中継ユニット７のパラレル伝送路７７と、各センサユニット５のパラレル伝送路６５とが相互に接続されて、各ユニットを介したパラレル伝送路Ｐが形成され、このパラレル伝送路Ｐはマスタユニット３の下流側パラレル接続部４６に接続される。
【０１０３】
また、連設型センサシステム１の接続構成により、マスタユニット３のシリアル伝送路３８、各センサユニット５のシリアル伝送路６６およびセンサ中継ユニット７のシリアル伝送路７８が相互に接続されて各ユニットを介した一連のシリアル伝送路Ｓが形成される。
【０１０４】
また、連設型センサシステム１の接続構成により、マスタユニット３の同期信号線３９、各センサユニット５の同期信号線６７ａ，６７ｂおよびセンサ中継ユニット７の同期信号線７９が相互に接続されて各センサユニット５を介した一連の同期信号ラインＴが形成される。
【０１０５】
この同期信号ラインＴにより、マスタユニット３の同期信号線３９に出力される同期信号は、センサユニット５の同期信号線６７ａを介してタイミング制御部５２に入力される。そして、タイミング制御部５２は同期信号を受信してから所定時間経過した後に、同期信号線６７ｂへ同期信号を出力する。このように、各センサユニット５で所定時間ずつ遅延された同期信号が同期信号ラインＴを介してバケツリレー式に下流側のセンサユニット５へ伝送される構成とされている。
【０１０６】
更に、システム１の接続構成により、マスタユニット３の電源ライン４０、各センサユニット５の電源ライン６８およびセンサ中継ユニット７の電源ライン８０が相互に接続されて一連の電源ラインＤが形成される。これにより、マスタユニット３の電源接続部４１に直流電源を供給するだけで、各センサユニット５およびセンサ中継ユニット７へ電源を供給することが可能である。
【０１０７】
このような構成の連設型センサシステム１では、次の様にしてワークの監視制御が行われる。尚、前記ユニットの構成で説明した動作と重複する部分については簡略化して述べる。また、シリアル信号の伝送に際し、各ユニットに固有のアドレス設定が行われるが、これらのアドレス設定は各ユニットに設けたＤＩＰスイッチなどで行う構成や、各ユニット毎に接続状態を認識して自動的にアドレス設定を行う構成などを採ることが可能であり、詳細な説明は省略する。
【０１０８】
マスタユニット３の制御回路部３０によって同期信号が同期信号線３９へ送出されると、マスタユニット３に隣接するセンサユニット５の同期信号線６７ａを介して当該ユニット５のタイミング制御部５２へ同期信号が伝送される。
センサユニット５では、タイミング制御部５２へ同期信号が伝送されて来ると、制御回路部５０は発光素子５５を発光させセンサヘッド６９によってワークの検知を行う。そして、センサヘッド６９で検知され二値化された判別信号は出力信号線６５ａを通じ、パラレル伝送路Ｐを介して各々独立してマスタユニット３へ伝送される。
【０１０９】
タイミング制御部５２は、同期信号を受信してから所定時間（１０μｓ）経過すると、同期信号線６７ｂへ同期信号を出力する。
これにより、下流側に向かうにつれて各センサユニット５は所定時間ずつ遅延してワークの検知を行い、判別信号をパラレル伝送路Ｐを介して各々独立してマスタユニット３へ伝送する。
【０１１０】
また、センサユニット５の同期信号による検知とは別に、センサ中継ユニット７は、接続されたフォトマイクロセンサＰＳの判別信号を各々出力信号線群７７ａを通じパラレル伝送路Ｐを介して各々独立してマスタユニット３へ伝送する。
【０１１１】
これにより、各センサユニット５およびセンサ中継ユニット７の判別信号は、パラレル伝送路Ｐを介して各々独立して遅延することなくマスタユニット３へ伝送される。マスタユニット３は下流側パラレル接続部４６へ伝送される各判別信号を各々独立して上流側パラレル接続部（ＭＩＬコネクタ）４３ｂを介して上位制御装置へ伝送する。
則ち、各センサユニット５およびセンサ中継ユニット７の判別信号は遅延することなく上位制御装置へ伝送され、ワークの監視をリアルタイムに行う。これにより、判別信号の遅延に起因するワークの稼働速度の低下を招くことがない。
【０１１２】
一方、各センサユニット５のセンサヘッド６９で検知され二値化された判別信号は、シリアル信号に変換されシリアル伝送路Ｓを介して順次マスタユニット３へ伝送される。また、センサ中継ユニット７で中継される各フォトマイクロセンサＰＳの判別信号は、シリアル信号に変換されシリアル伝送路Ｓを介してマスタユニット３へ順次伝送される。
マスタユニット３は、シリアル伝送路Ｓを介して順次伝送される各センサユニット５およびセンサ中継ユニット７のセンサの判別信号を上流側シリアル接続部（ＭＩＬコネクタ）４３ａを介して上位制御装置へ伝送し、上位制御装置では伝送された各センサの判別信号を適宜サンプリングして表示などの必要な処理を行う。
【０１１３】
次に、本実施形態のシステム１におけるパラレル伝送路Ｐおよびシリアル伝送路Ｓの異常判別動作を、図９のフローチャートを参照して説明する。
マスタユニット３は、上位制御装置から上流側シリアル接続部（ＭＩＬコネクタ）４３ａを介してチェックモードのモード切換信号を受信すると、制御回路部３０は、各センサユニット５およびセンサ中継ユニット７の固有アドレスを付して各ユニットへ「Ｈ」レベルの判別信号を擬似的に生成する指令信号をシリアル伝送路Ｓを介して順次送出する（以上、図９ステップ１００，１０１参照）。
【０１１４】
各センサユニット５は、固有アドレスの付された指令信号を受信すると、センサヘッド６９の判別信号に代えて、制御回路部５０で「Ｈ」レベルの判別信号を擬似的に生成し、パラレル伝送路Ｐを介してマスタユニット３へ生成した判別信号を伝送する。同時に、制御回路部５０は、生成した「Ｈ」レベルの判別信号をシリアル伝送路Ｓを介してマスタユニット３へ伝送する。
同様に、センサ中継ユニット７は、固有アドレスの付された指令信号を受信すると、接続された各フォトマイクロセンサＰＳの判別信号に代えて、制御回路部７０で「Ｈ」レベルの判別信号を擬似的に順次生成し、パラレル伝送路Ｐおよびシリアル伝送路Ｓを介して生成した「Ｈ」レベルの各判別信号をマスタユニット３へ伝送する（以上、図９ステップ１０２参照）。
【０１１５】
マスタユニット３では、パラレル伝送路Ｐを介して下流側パラレル接続部４６へ伝送される擬似生成された判別信号を比較手段３２へ記憶すると共に、シリアル伝送路Ｓを介して伝送される擬似生成された「Ｈ」レベルの判別信号を制御回路部３０を介して比較手段３２へ記憶する（以上、図９ステップ１０３参照）。
【０１１６】
次いで、マスタユニット３の制御回路部３０は、各センサユニット５およびセンサ中継ユニット７の固有アドレスを付して各ユニットへ「Ｌ」レベルの判別信号を擬似的に生成する指令信号をシリアル伝送路Ｓを介して順次送出する（以上、図９ステップ１０４参照）。
【０１１７】
各センサユニット５およびセンサ中継ユニット７は、固有アドレスの付された指令信号を受信すると、ステップ１０２と同様の手順によって、「Ｌ」レベルの判別信号を擬似的に生成し、パラレル伝送路Ｐおよびシリアル伝送路Ｓを介してマスタユニット３へ伝送する（以上、図９ステップ１０５参照）。
【０１１８】
マスタユニット３では、パラレル伝送路Ｐを介して下流側パラレル接続部４６へ伝送される擬似生成された判別信号を比較手段３２へ記憶すると共に、シリアル伝送路Ｓを介して伝送される擬似生成された「Ｌ」レベル判別信号を制御回路部３０を介して比較手段３２へ記憶する（以上、図９ステップ１０６参照）。
【０１１９】
比較手段３２は、パラレル伝送路Ｐを介して伝送された判別信号と、シリアル伝送路Ｓを介して伝送された判別信号とを、同一のユニットの同一のセンサについて順次比較する。そして、全ての一致を判別したときは、パラレル伝送路Ｐおよびシリアル伝送路Ｓが正常であると判別してチェックモードを終了する（以上、図９ステップ１０７，１０８参照）。
しかし、比較手段３２で比較の結果、いずれかのセンサの判別信号が異なる場合は、パラレル伝送路Ｐまたはシリアル伝送路Ｓに短絡や断線の異常が生じていると判別し、制御回路部３０は、上位制御装置へ異常判別信号を送出して異常報知を行う（以上、図９ステップ１０７〜１０９参照）。
【０１２０】
このように、本実施形態のシステム１によれば、各ユニットを介してパラレル伝送路Ｐとシリアル伝送路Ｓが形成されるので、各ユニットから双方の伝送路を介して伝送される同一レベルの信号を比較することにより伝送路の異常を的確に判別することができ、システムの信頼性を飛躍的に向上させることが可能である。
尚、図９に示す構成では、各センサユニット５に擬似的にＨレベルの判別信号を発信させて伝送路の異常を検知したが、通常の制御時に各センサユニット５等から伝送される判別信号を利用しても同様の作用効果が期待できる。
【０１２１】
ここで、シリアル伝送路Ｓを介してマスタユニット３とセンサユニット５やセンサ中継ユニット７との間で行われるシリアル通信は、通常、送信元から伝送されるデータに対して、送信先から送信元へアクノリッジ信号を返信してデータ受信の確認を行いつつデータ伝送を行うハンドシェイク方式が採用される。従って、シリアル伝送路Ｓの断線や短絡によって正常な通信が阻害されると、マスタユニット３で正常なシリアル伝送が行われていないことを把握することができる。
【０１２２】
言い換えれば、各センサユニット５やセンサ中継ユニット７から固有のアドレスの付されたセンサの判別信号がシリアル伝送されてマスタユニット３で受信されると、シリアル伝送路Ｓに断線や短絡が発生しておらず、シリアル伝送路Ｓが正常に機能していることが分かる。
従って、シリアル伝送された各センサの判別信号が正常な信号レベルを示すものとすれば、シリアル伝送およびパラレル伝送された各センサの判別信号をセンサ毎に比較手段３２で順次比較し、データが一致しない状態が生じたときに、異常が生じているパラレル伝送路Ｐの特定、および、異常内容を判別することも可能である。
【０１２３】
例えば、６番目に接続されたセンサユニット５からシリアル伝送路Ｓを介してマスタユニット３へ伝送される信号が「Ｈ」であり、パラレル伝送路Ｐを介して伝送される信号が「Ｌ」となった場合、６番目のセンサユニット５の判別信号が通過するパラレル伝送路Ｓの途中で断線または地落（アースとの短絡）が生じていると推測可能である。
また、６番目に接続されたセンサユニット５からシリアル伝送路Ｓを介してマスタユニット３へ伝送される信号が「Ｌ」であり、パラレル伝送路Ｐを介して伝送される信号が「Ｈ」となった場合、６番目のセンサユニット５の判別信号が通過するパラレル伝送路Ｐの途中で電源への短絡が生じていると推測可能である。
【０１２４】
このように、シリアル伝送路Ｓおよびパラレル伝送路Ｐを介して伝送されるセンサの判別信号の一致を見ることにより、異常が発生しているパラレル伝送路Ｐを特定することが可能となる。
【０１２５】
また、本実施形態のシステム１によれば、前記した伝送路の異常判別の機能に加えて、上位制御装置の指令に応じて、各センサユニット５の表示部５６の表示を一斉または個別に切換設定したり、各センサユニット５の動作モードを切換設定することも可能である。
則ち、上位制御装置からマスタユニット３へ指令信号が伝送されると、マスタユニット３から指定されたセンサユニット５の固有アドレスを付した指令信号をシリアル伝送路Ｓを介して送出する。センサユニット５では、自らの固有アドレスの付された表示切換の指令信号を受信すると、制御回路部５０は表示切換あるいはモード切換を行う。
【０１２６】
則ち、上位制御装置の指令信号に応じて各センサユニット５では、例えば、図７の様に、現在の受光量と閾値、現在の受光量のピーク値とボトム値、あるいは、現在の受光量と余裕度などの組み合わせに表示を切換設定することが可能である。
また、動作モードの切換についても、上位制御装置の指令信号に応じてセンサユニット５の有するモードに切換設定することができ、各センサユニット５毎に設定する煩わしさを除くことが可能となる。
【０１２７】
ところで、前記実施形態で述べたマスタユニット３は、他のユニットから下流側パラレル接続部４６へ伝送される判別信号をそのまま上流側パラレル接続部（ＭＩＬコネクタ）４３ｂを介して上位制御装置へ出力する構成であった。
ここで、ワークの加工状態の監視は、複数のセンサ（センサヘッド）をワークに近接配置して行われ、いずれか一つのセンサの判別信号が正常でないときは、ワークの稼働を停止させる必要がある。従って、各センサユニット５やセンサ中継ユニット７からマスタユニット３に伝送される判別信号に所定の論理演算処理を施し、その演算結果だけを上位制御装置へ送出する構成であってもワークの監視を行うことが可能である。
【０１２８】
図１０は、下流側パラレル接続部４６と上流側パラレル接続部（ＭＩＬコネクタ）４３ｂとの間に、論理演算手段４２を設けたマスタユニット３’を示したものである。尚、論理演算手段４２を除く他の構成は、前記図２、図８に示したマスタユニット３と同一であるので、重複した説明を省略する。
【０１２９】
マスタユニット３’によれば、例えば、下流側パラレル接続部４６に伝送される各判別信号が全て「Ｈ」レベルのときにワークの加工が正常な場合は、論理演算手段４２で下流側パラレル接続部４６に伝送される各判別信号の論理積を求めてその演算結果だけを上位制御装置へ出力する構成を採ることができる。
則ち、いずれか一つの判別信号でも「Ｌ」レベルであれば、ワークの加工の異常を上位制御装置へ伝送することができ、前記したマスタユニット３のように多数の信号線を接続することなく必要な監視を行うことができる。
【０１３０】
また、特定の判別信号が「Ｈ」レベルのときにワークの加工が正常であり、他の判別信号が「Ｌ」レベルのときにワークの加工が正常な場合は、論理演算手段４２によって、判別信号をグループ分けして論理積を採ることにより、その演算結果を上位制御装置へ伝送することで必要な監視を行うことが可能となる。
これにより、マスタユニット３と上位制御装置との接続線を削減し信頼性を向上させることが可能となる。
【０１３１】
尚、前記した本実施形態のシステム１では、マスタユニット３に隣接させて８台のセンサユニット５と１台のセンサ中継ユニット７を接続した構成として述べたが、システム１は種々に構成することが可能である。則ち、マスタユニット３に隣接させて、例えば、３台のセンサユニット５と１台のセンサ中継ユニット７と５台のセンサユニット５を接続しても良く、また、マスタユニット３に隣接させて２台のセンサ中継ユニット７を接続することも可能である。
また、マスタユニット３の下流側パラレル接続部４６のコネクタ３４の接続端子数を増加してパラレル伝送路の線数を増大させることにより、更に多くのユニットを接続可能とすることができる。
【０１３２】
また、前記実施形態では、センサ中継ユニット７に接続されるセンサとして、二値化された判別信号を出力するフォトマイクロセンサを例に挙げて説明した。しかし、本発明はこのような構成に限られるものではなく、センサ中継ユニット７の内部にアナログ／デジタル変換回路を設け、入力される電圧値や電流値を所定の比率で換算したデジタルデータに変換する構成とすることにより、電圧レベルや電流レベルの異なるセンサを接続することも可能である。
【０１３３】
【発明の効果】
本発明によれば、ワークを高速に稼働させつつ、センサ情報を集中管理可能な連設型センサシステムを提供できる。
本発明によれば、伝送路の断線や短絡を直ちに検知することができ、信頼性を向上させたシステムを提供できる。
本発明によれば、ワークの監視に必要な信号を伝送しつつ敷設配線を削減することができ、構成を簡略化し信頼性を向上させたシステムを提供できる。
本発明によれば、ワークを高速に稼働させつつ、センサ情報を集中管理可能な連設型センサシステムに好適に使用可能なマスタユニットを提供できる。
本発明によれば、接続される伝送路の断線や短絡を直ちに検知することができ、信頼性を向上したマスタユニットを提供できる。
本発明によれば、外部との接続配線数を削減することができ、構成を簡略化し信頼性を向上させたマスタユニットを提供できる。
本発明によれば、ワークを高速に稼働させつつ、センサ情報を集中管理可能な連設型センサシステムに好適に使用可能なセンサユニットを提供できる。
本発明によれば、センサの判別信号を経路の異なる伝送路を介して外部に出力することができ、伝送路の断線や短絡を直ちに検知可能なセンサユニットを提供できる。
本発明によれば、接続されたユニットに加えて自らのセンサの判別信号を独立して伝送可能であり、構成を統一化し簡略化したセンサユニットを提供できる。
本発明によれば、ワークを高速に稼働させつつ、センサ情報を集中管理可能な連設型センサシステムに好適に使用可能なセンサ中継ユニットを提供できる。
本発明によれば、センサの判別信号を経路の異なる伝送路を介して外部に出力することができ、伝送路の断線や短絡を直ちに検知可能なセンサ中継ユニットを提供できる。
本発明によれば、接続されたユニットに加えて自らのセンサの判別信号を独立して伝送可能であり、構成を統一化し簡略化したセンサ中継ユニットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係るマスタユニットをＤＩＮレールに装着した状態を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のマスタユニットの平面図である。
【図２】図１に示すマスタユニットのブロック構成図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態に係るセンサユニットを一方の側面から見た状態で示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のセンサユニットを反対側の側面から見た状態で示す斜視図である。
【図４】図３に示すセンサユニットのブロック構成図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施形態に係るセンサ中継ユニットを示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のセンサ中継ユニットの平面図である。
【図６】図５に示すセンサ中継ユニットのブロック構成図である。
【図７】本発明の実施形態に係る連設型センサシステムの構成を示す平面図である。
【図８】図７に示す連設型センサシステムのブロック構成図である。
【図９】図８に示す連設型センサシステムで実施される伝送路の異常判別処理を示すフローチャートである。
【図１０】図２に示すマスタユニットの変形実施形態を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
１ 連設型センサシステム
３ マスタユニット
５ センサユニット
７ センサ中継ユニット
３１ シリアル伝送手段
３２ 比較手段
４２ 論理演算手段
４３ 上流側接続部（マスタユニット）
４５ 下流側シリアル接続部（マスタユニット）
４６ 下流側パラレル接続部（マスタユニット）
５１ シリアル伝送手段
６１ 上流側パラレル接続部用コネクタ
６２ 上流側シリアル接続部用コネクタ
６３ 下流側パラレル接続部用コネクタ
６４ 下流側シリアル接続部用コネクタ
６５ パラレル伝送路
６６ シリアル伝送路
７１ シリアル伝送手段
７３ 上流側パラレル接続部用コネクタ
７４ 上流側シリアル接続部用コネクタ
７５ 下流側パラレル接続部用コネクタ
７６ 下流側シリアル接続部用コネクタ
７７ パラレル伝送路
７８ シリアル伝送路
８２ 上流側シリアル接続部（センサユニット）
８３ 上流側パラレル接続部（センサユニット）
８４ 下流側シリアル接続部（センサユニット）
８５ 下流側パラレル接続部（センサユニット）
８７ 上流側シリアル接続部（センサ中継ユニット）
８８ 上流側パラレル接続部（センサ中継ユニット）
９２ 下流側シリアル接続部（センサ中継ユニット）
９３ 下流側パラレル接続部（センサ中継ユニット）
Ｐ パラレル伝送路
Ｓ シリアル伝送路

Claims (17)

1. 上位制御装置に接続されるマスタユニットと、検出対象から検出した物理量に応じて検出信号を出力するセンサを有した１または２以上のセンサユニットとを備え、前記マスタユニットとセンサユニットを物理的にも信号的にも互いに接続し、前記各センサユニットの前記センサからの検出信号に基づく信号を前記マスタユニットへ伝送する連設型センサシステムであって、前記各センサユニットは、前記センサの検出信号に基づく信号を予め定められた閾値と比較して判別信号を生成する制御部を備えると共に、前記マスタユニットおよび各センサユニットは、所定時間幅の複数ビットの信号で形成されるシリアル信号を送受信するシリアル伝送手段と、隣接する前記ユニットと接続する接続手段と、前記各センサユニットの前記制御部で生成された判別信号を並列的に伝送するパラレル伝送路と、前記各センサユニットの前記制御部が有する検出に関する情報に基づいて、前記シリアル伝送手段で生成される前記シリアル信号を直列的に伝送するシリアル伝送路とを備え、前記パラレル伝送路および前記シリアル伝送路は、前記接続手段により各ユニットが接続されることで各ユニットに跨って形成され、前記マスタユニットに連設された前記各センサユニットから出力される前記判別信号は、前記パラレル伝送路を介して各々独立して前記マスタユニット側へ伝送される一方、前記マスタユニットに連設された前記各センサユニットから出力される前記シリアル信号は、前記各センサユニットが共有する前記シリアル伝送路を介して前記マスタユニット側へ伝送され、
   前記センサユニットは、前記制御部から出力される前記センサの判別信号についても、前記シリアル伝送手段でシリアル信号に変換して前記シリアル伝送路を介して前記マスタユニット側へ伝送する構成で、前記マスタユニットは、前記パラレル伝送路および前記シリアル伝送路を介して伝送される前記センサの判別信号同士を比較する比較手段を備え、前記マスタユニットは、同一の前記センサユニットから伝送される同一センサの判別信号同士を比較手段で比較し、双方のデータが食い違うときは異常と判別して必要な異常対応処理を行うことを特徴とする連設型センサシステム。
2. 請求項１に記載の連設型センサシステムにおいて、検出対象から検出した物理量に応じた検出信号を予め定められた閾値と比較して判別信号を出力する１又は２以上のセンサが接続されたセンサ中継ユニットを備え、当該センサ中継ユニットは、前記マスタユニットまたは前記センサユニットと物理的にも信号的にも接続されて、前記センサの判別信号を前記マスタユニット側へ中継出力する構成とされ、前記センサ中継ユニットは、隣接する前記マスタユニットまたはセンサユニットと信号接続する接続手段と、自らに接続された前記センサおよび前記各センサユニットから出力される判別信号を並列的に伝送するパラレル伝送路と、隣接する前記センサユニットから伝送される前記シリアル信号を中継伝送するシリアル伝送路とを備え、前記パラレル伝送路および前記シリアル伝送路は、前記接続手段により各ユニットが接続されることで各ユニットに跨って形成され、自らに接続された前記センサおよび前記各センサユニットから出力される判別信号は、前記パラレル伝送路を介して各々独立して前記マスタユニット側へ伝送される一方、隣接する前記各センサユニットから伝送される前記シリアル信号は、前記各ユニットが共有する前記シリアル伝送路を介して前記マスタユニット側へ伝送されることを特徴とする連設型センサシステム。
3. 前記センサ中継ユニットは、所定時間幅の複数ビットの信号で形成されるシリアル信号を送受信するシリアル伝送手段を備え、自らに接続されたセンサの判別信号についても、前記シリアル伝送手段でシリアル信号に変換して前記シリアル伝送路を介して前記マスタユニット側へ伝送する構成で、前記マスタユニットは、前記パラレル伝送路および前記シリアル伝送路を介して伝送される前記センサの判別信号同士を比較する比較手段を備え、前記マスタユニットは、同一の前記センサ中継ユニットから伝送される同一センサの判別信号同士を比較手段で比較し、双方のデータが食い違うときは異常と判別して必要な異常対応処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の連設型センサシステム。
4. 前記マスタユニットは論理演算手段を備え、前記センサ中継ユニットから前記パラレル伝送路を介して伝送される前記センサの判別信号に所定の論理演算処理を施して前記上位制御装置へ出力することを特徴とする請求項２または３に記載の連設型センサシステム。
5. 前記マスタユニットは論理演算手段を備え、前記センサユニットから前記パラレル伝送路を介して伝送される前記センサの判別信号に所定の論理演算処理を施して前記上位制御装置へ出力することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の連設型センサシステム。
6. 前記センサユニットは、さらに、操作されることにより該センサユニットの動作モードを切換設定するためのスイッチを備え、前記制御部が、前記上位制御装置から前記シリアル伝送路を介して伝送される指令信号を受けて前記動作モードの切換を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の連設型センサシステム。
7. 前記センサユニットは、光電センサであり、さらに、前記センサの検出信号に基づく信号に対応した受光量と前記閾値に対応した設定閾値とを数値表示するデジタル表示部と、操作されることにより該センサユニットの前記デジタル表示部による表示データを切換設定するためのスイッチを備え、前記制御部が、前記上位制御装置から前記シリアル伝送路を介して伝送される指令信号を受けて前記表示データの変更を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の連設型センサシステム。
8. 前記センサユニットは、さらに、同期信号をバケツリレー式に伝送するための第１および第２の同期信号伝送路と、該第１の同期信号線に同期信号が伝送されてから所定時間経過した後に前記第２の同期信号線に同期信号を出力するタイミング制御部とを備え、前記タイミング制御部は前記制御部へ同期信号を伝送し、前記制御部は駆動回路によって発光素子を駆動させ、前記センサが、前記検出対象を介して前記発光素子からの光を受光し、該受光した受光量に応じた前記検出信号を出力することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の連設型センサシステム。
9. 検出対象から検出した物理量に応じて検出信号を出力するセンサを有した１または２以上の外部ユニットが信号の下流側に連設可能であり、前記外部ユニット側において前記センサの検出信号に基づく信号を予め定められた閾値と比較して生成され伝送される判別信号を受信して、上流側に別置された上位制御装置との間で必要な信号を伝送する連設型センサシステムに用いるマスタユニットであって、前記上位制御装置へ伝送する信号を生成する制御部と、所定時間幅の複数ビットの信号で形成されるシリアル信号を送受信するシリアル伝送手段と、前記上位制御装置へ接続される上流側接続部と、前記外部ユニットへ接続される下流側パラレル接続部および下流側シリアル接続部とを備え、前記下流側パラレル接続部には、前記外部ユニットから出力される前記各センサの判別信号が伝送されると共に、前記下流側シリアル接続部には、前記外部ユニットから出力される前記シリアル信号が伝送され、前記制御部は、伝送された各センサの判別信号および前記シリアル信号に基づいて必要な信号を生成して、前記上流側接続部を介して前記上位制御装置へ伝送し、前記外部ユニットから前記下流側パラレル接続部および下流側シリアル接続部へ伝送される前記センサの判別信号同士を比較判別する比較手段を備え、同一の前記外部ユニットから伝送される同一センサの判別信号を前記比較手段で比較し、双方のデータが食い違うときは異常と判別して必要な異常対応処理を行うことを特徴とするマスタユニット。
10. 前記外部ユニットから前記下流側パラレル接続部へ伝送される前記センサの判別信号に所定の論理演算処理を施して前記上流側接続部へ出力する論理演算手段を備えることを特徴とする請求項９に記載のマスタユニット。
11. 検出対象から検出した物理量に応じて検出信号を出力するセンサが内蔵又は外付けされ、当該センサの検出信号に基づく信号を出力するセンサユニットであって、前記センサの検出信号に基づく信号を予め定められた閾値と比較して判別信号を生成する制御部と、所定時間幅の複数ビットの信号で形成されるシリアル信号を送受信するシリアル伝送手段と、外部との間で信号伝送を行う上流側パラレル接続部、上流側シリアル接続部、下流側パラレル接続部および下流側シリアル接続部を備え、前記上流側パラレル接続部および下流側パラレル接続部の間には、前記制御部から出力される前記センサの判別信号を前記上流側パラレル接続部を介して独立して出力すると共に、外部から前記下流側パラレル接続部へ伝送される前記センサの判別信号を各々独立して前記上流側パラレル接続部を介して出力するパラレル伝送路が形成され、前記上流側シリアル接続部および下流側シリアル接続部の間には、前記制御部が有する検出に関する情報に基づいて前記シリアル伝送手段で生成される前記シリアル信号を直列的に伝送するシリアル伝送路が形成され、前記制御部から出力される前記センサの判別信号を前記シリアル伝送手段でシリアル信号に変換し、当該シリアル信号を前記シリアル伝送路を介して出力することを特徴とするセンサユニット。
12. 前記上流側パラレル接続部および下流側パラレル接続部は同一数の接続端子を配列して形成され、前記配列された上流側の各接続端子と下流側の各接続端子は各々対応付けられており、自らに内蔵又は外付けされた前記センサの判別信号は上流側に配列される前記接続端子の一つに配線接続されると共に、前記下流側の各接続端子は前記判別信号が接続された前記接続端子を除く前記上流側の接続端子に対して、所定の規則に基づいて順次対応をずらせて配線されて前記パラレル伝送路が形成されることを特徴とする請求項１１に記載のセンサユニット。
13. 前記センサユニットは、さらに、操作されることにより該センサユニットの動作モードを切換設定するためのスイッチを備え、前記制御部が、前記シリアル伝送路を介して伝送される指令信号を受けて前記動作モードの切換を行うことを特徴とする請求項１１または１２に記載のセンサユニット。
14. 前記センサユニットは、光電センサであり、さらに、前記センサの検出信号に基づく信号に対応した受光量と前記閾値に対応した設定閾値とを数値表示するデジタル表示部と、操作されることにより該センサユニットの前記デジタル表示部による表示データを切換設定するためのスイッチを備え、前記制御部が、前記シリアル伝送路を介して伝送される指令信号を受けて前記表示データの変更を行うことを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載のセンサユニット。
15. 前記センサユニットは、さらに、同期信号をバケツリレー式に伝送するための第１および第２の同期信号伝送路と、該第１の同期信号線に同期信号が伝送されてから所定時間経過した後に前記第２の同期信号線に同期信号を出力するタイミング制御部とを備え、前記タイミング制御部は前記制御部へ同期信号を伝送し、前記制御部は駆動回路によって発光素子を駆動させ、前記センサが、前記検出対象を介して前記発光素子からの光を受光し、該受光した受光量に応じた前記検出信号を出力することを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載のセンサユニット。
16. 検出対象から検出した物理量に応じた検出信号に基づく信号を予め定められた閾値と比較して判別信号を出力する１又は２以上のセンサが接続される入力部を有し、当該入力部へ入力された前記センサの判別信号を外部へ中継出力するセンサ中継ユニットであって、外部との間で信号伝送を行う上流側パラレル接続部、上流側シリアル接続部、下流側パラレル接続部および下流側シリアル接続部を備え、前記上流側パラレル接続部および下流側パラレル接続部の間には、前記入力部に接続された前記センサの判別信号を前記上流側パラレル接続部を介して独立して出力すると共に、外部から前記下流側パラレル接続部へ伝送される信号を各々独立して前記上流側パラレル接続部を介して出力するパラレル伝送路が形成され、前記上流側シリアル接続部および下流側シリアル接続部の間には、外部から入力される所定時間幅の複数ビットの信号で形成されるシリアル信号を中継伝送するシリアル伝送路が形成され、前記センサ中継ユニットが、所定時間幅の複数ビットの信号で形成されるシリアル信号を送受信するシリアル伝送手段を有し、前記入力部に接続された前記センサの判別信号を前記シリアル伝送手段でシリアル信号に変換し、前記シリアル伝送路を介して出力することを特徴とするセンサ中継ユニット。
17. 前記上流側パラレル接続部および下流側パラレル接続部は同一数の接続端子を配列して形成され、配列された上流側の各接続端子と下流側の各接続端子は各々対応付けられており、前記入力部に入力される前記１又は２以上のセンサの判別信号は上流側に配列される接続端子群の特定の１又は２以上の接続端子に各々独立して配線接続されると共に、下流側の各接続端子は前記判別信号が接続された接続端子を除く上流側の接続端子に対して、所定の規則に基づいて順次対応をずらせて配線されて前記パラレル伝送路が形成されることを特徴とする請求項１６に記載のセンサ中継ユニット。

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