JP4860323B2 - Photoelectric sensor and photoelectric sensor system - Google Patents
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Description
本発明は、投光手段から照射された光の反射光又は透過光を受光手段にて受光することにより非検出対象物の検出を行う光電センサ及びこれを用いた光電センサシステムに関するものである。 The present invention relates to a photoelectric sensor that detects a non-detected object by receiving reflected light or transmitted light of light emitted from a light projecting means, and a photoelectric sensor system using the same.
従来、上記のような光電センサを隣接配置した場合、他の光電センサと間の相互干渉により誤検出が生ずることが知られている。このため、こうした光電センサを複数備えた光電センサシステムにおいては、多くの場合、同システムを構成する各光電センサが上位の光電センサから入力された同期信号を所定時間遅延させて下位の光電センサに順次受け渡すように構成される。そして、その同期信号と同期して上位から下位へと、各光電センサが順番にその投受光及び検出動作を完了することで、上記相互干渉の問題を回避するようになっている。 Conventionally, when the above photoelectric sensors are arranged adjacent to each other, it is known that erroneous detection occurs due to mutual interference with other photoelectric sensors. For this reason, in a photoelectric sensor system including a plurality of such photoelectric sensors, in many cases, each photoelectric sensor constituting the system delays a synchronization signal input from a higher-order photoelectric sensor for a predetermined time to lower-order photoelectric sensors. Configured to deliver sequentially. Then, in synchronization with the synchronization signal, each photoelectric sensor completes its light projecting / receiving / detecting operation in order from the upper level to the lower level, thereby avoiding the problem of mutual interference.
ところが、このような構成では、例えば、各光電センサ間の微妙な内部クロック差等に起因して、該各光電センサにおける処理時間に誤差が生じた場合、その誤差が同期信号の遅延時間に反映され、上位から下位へと同期信号が伝達される度に累積することになる。このため、下位の光電センサほど、上記遅延時間に狂いが生じ、その結果、上記の相互干渉を回避するための適切な投光間隔を確保できなくなるおそれがある。 However, in such a configuration, for example, if an error occurs in the processing time of each photoelectric sensor due to a delicate internal clock difference between the photoelectric sensors, the error is reflected in the delay time of the synchronization signal. And accumulated every time the synchronization signal is transmitted from the upper level to the lower level. For this reason, the lower the photoelectric sensor, the more inconsistent in the delay time, and as a result, there is a possibility that an appropriate light projection interval for avoiding the mutual interference cannot be secured.
そこで、例えば、特許文献1に記載の光電センサは、入力される同期信号の周期を随時測定し、その測定された周期を予め記憶された基準周期と比較することにより、次の光電センサに同期信号を送信する際の遅延時間を正規の値に補正する。そして、これにより、上記のような、各光電センサにおいて生ずる処理時間の誤差に起因する投光間隔の乱れの問題を回避するようになっている。
しかしながら、実際に光電センサシステムを使用するに際しては、その使用環境に応じて投光周期を変更する場合があり、このような場合、上記従来の構成では、その都度、各光電センサの基準周期を変更後の投光周期に合わせて再設定し直さなければならない。このため、投光周期の変更は極めて煩雑な作業となっており、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。 However, when actually using the photoelectric sensor system, the light projection period may be changed according to the use environment. In such a case, in the conventional configuration, the reference period of each photoelectric sensor is set each time. It must be reset according to the changed light emission period. For this reason, changing the light projection period is an extremely complicated task, and there is still room for improvement in this respect.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、投光周期の変更に柔軟に対応することのできる光電センサ及び光電センサシステムを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a photoelectric sensor and a photoelectric sensor system that can flexibly cope with a change in the light projection period.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、同期信号を受信する受信手段と、前記同期信号に応答して間欠的に投光する投光手段と、前記投光手段と対をなす受光手段と、前記受光手段による受光検出に基づいて被検出対象物の検出を行う検出手段と、前記同期信号を前記受信から遅延されたタイミングで外部に送信する送信手段とを備えた光電センサであって、前記同期信号の周期と等しく設定された内部基準周期を計時する計時手段を備え、前記投光手段及び前記送信手段は、前記計時手段のリセットタイミングから所定時間遅延して前記投光及び前記送信を実行するとともに、前記同期信号の受信検出タイミングと前記計時手段のリセットタイミングとの比較に基づいて前記内部基準周期を補正する補正手段を備えること、を要旨とする。
In order to solve the above problem, the invention according to
上記構成によれば、同期信号の受信検出タイミングと計時手段のリセットタイミングとの比較に基づいて、随時、内部基準周期を補正することで、上述の微妙な内部クロック差等に起因する各光電センサの処理時間誤差の問題を解消することができる。そして、この補正に伴い内部基準周期自体が伸縮することにより、投光周期(送信周期)の変更に対して柔軟且つ自律的に対応することができる。このため、投光周期の変更に際しては、基準となる同期信号を出力する親機の設定のみを変更すればよく、その結果、その設定変更作業を大幅に省力化することができるようになる。 According to the above configuration, each photoelectric sensor caused by the above-described subtle internal clock difference or the like by correcting the internal reference period as needed based on the comparison between the synchronization signal reception detection timing and the timing unit reset timing. The processing time error problem can be solved. The internal reference period itself expands and contracts along with this correction, so that it is possible to flexibly and autonomously respond to changes in the light projection period (transmission period). For this reason, when changing the light projection period, it is only necessary to change the setting of the master unit that outputs the reference synchronization signal. As a result, the setting change operation can be greatly saved.
請求項2に記載の発明は、前記内部基準周期の補正に応じて前記所定時間を補正する第2の補正手段を備えること、を要旨とする。
上記構成によれば、投光周期に変更があった場合でも、各光電センサ間の投受光動作の間隔をより適切に維持することができる。
The gist of the invention described in
According to the above configuration, even when there is a change in the light projecting cycle, the interval between the light projecting and receiving operations between the photoelectric sensors can be more appropriately maintained.
請求項3に記載の発明は、前記補正には、その補正量に上限が設けられること、を要旨とする。
上記構成によれば、例えば、同期信号の受信検出に乱れが生じた等により、内部基準周期の大幅な変更を要するような異常事態が生じた場合に、盲目的にこれに追従した不適切な補正が行われることで投受光動作が不安定化するような状況を回避することができる。
The gist of the invention described in claim 3 is that the correction is provided with an upper limit for the correction amount.
According to the above configuration, for example, in the case where an abnormal situation that requires a significant change in the internal reference period occurs due to, for example, a disturbance in the reception detection of the synchronization signal, it is inappropriate to follow this blindly. It is possible to avoid a situation in which the light projecting / receiving operation is unstable due to the correction.
請求項4に記載の発明は、前記上限を超える補正を要する状態であることを外部に報知する報知手段を備えたこと、を要旨とする。
上記構成によれば、異常事態の発生を作業者に知らしめて、その確認・点検を促すことができる。
The gist of the invention described in
According to the above configuration, it is possible to notify the operator of the occurrence of an abnormal situation and prompt confirmation / inspection thereof.
請求項5に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の光電センサを複数隣接配置してなり、各光電センサは、上位の光電センサから入力される同期信号を下位の光電センサに順次受け渡す光電センサシステムであることを要旨とする。
The invention according to
上記構成によれば、投光周期の変更に際しては、基準となる同期信号を出力する親機の設定のみを変更すればよいことから、その設定変更作業を大幅に省力化することができ、その結果、より柔軟に投光周期を変更することができるようになる。 According to the above configuration, when changing the light projection period, it is only necessary to change the setting of the master unit that outputs the reference synchronization signal, so that the setting change work can be greatly saved. As a result, the light projection period can be changed more flexibly.
本発明によれば、投光周期の変更に柔軟に対応可能な光電センサ及び光電センサシステムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the photoelectric sensor and photoelectric sensor system which can respond flexibly to the change of a light projection period can be provided.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態の光電センサシステム1は、複数(4台)の光電センサ2(2a〜2d)を組み合わせてなる。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the
各光電センサ2は、投光手段としての投光素子3と、該投光素子3と対をなす受光手段としての受光素子4と、投光素子3及び受光素子4による投受光動作を制御する制御回路5とを備えており、投光素子3は、制御回路5の出力する投光信号Sflに基づき光を照射する。そして、検出手段としての制御回路5は、投光素子3から照射された光の反射光又は透過光を受光した受光素子4が出力する受光信号Srlに基づき被検出対象物の検出を行い、その検出結果を検出信号Sdeとして出力端子Poutに出力する。
Each
また、各光電センサ2は、上位の光電センサ2から光信号として入力される同期信号Ssynを受信可能な受信手段としての同期用受光素子7と、下位の光電センサ2に同期信号Ssynを送信する送信手段としての同期用投光素子8とを備えている。
Each
即ち、本実施形態の光電センサ2には、所謂光同期式の光電センサが採用されており、各光電センサ2の制御回路5は、同期用受光素子7から同期信号Ssynを受信した旨を示す受信信号Ssy_inが入力されると、その受信検出から遅延されたタイミングで、投光素子3に対し投光信号Sflを出力し、及び同期用投光素子8に対し送信信号Ssy_outを出力する。そして、図2に示すように、各光電センサ2が、入力される同期信号Ssynを所定時間T0遅延させて上位側から下位側へと順次受け渡し、その遅延されたタイミングで上位側から順番に投受光及び検出動作を完了することにより、隣接する他の光電センサ2との相互干渉及びこれに起因する誤検出を回避するように構成されている。
That is, the
尚、4台の光電センサ2(2a〜2d)を有する本実施形態の光電センサシステム1では、遅延時間である所定時間T0は、各光電センサ2の投光周期Tの1/4に設定されており、これにより、各光電センサ2が略均等な間隔で間欠的に投受光動作を繰り返すように構成されている。
In the
また、本実施形態では、各光電センサ2の制御回路5は、電源投入時、先ず上記送信信号Ssy_outを出力するとともに、上記受信信号Ssy_inの入力があるか否かを判定する。そして、受信信号Ssy_inの入力がないと判定したもの(図1に示す構成では、光電センサ2a)が、以降、所謂「親機」として機能し、その他のもの(光電センサ2b〜2d)が「子機」として機能するようになっている。
In the present embodiment, when the power is turned on, the
次に、各光電センサにおける同期制御の態様について説明する。
図1及び図3に示すように、本実施形態では、各光電センサ2の制御回路5には、内部基準周期tを計時(カウント)する計時手段としての内部カウンタ10が設けられている。内部基準周期tの初期値は、入力される同期信号Ssynの送信周期T´(親機である光電センサ2aの投光周期Tに相当)に設定されており、内部カウンタ10は、上述の親子判定の後、最初の同期信号受信検出時から同内部基準周期tのカウントを開始する。そして、制御回路5は、この内部カウンタ10のリセットタイミングから所定時間t0遅延したタイミングで上記投光信号Sfl及び送信信号Ssy_outを出力する。尚、本実施形態では、上記所定時間t0は、内部基準周期tの1/4に設定されている。そして、これにより、各光電センサ2が、同期信号Ssyn入力から所定時間T0遅延したタイミングで、投受光動作及び下位側の各光電センサ2への同期信号Ssynの送信を行うように構成されている(図2参照)。
Next, the mode of synchronous control in each photoelectric sensor will be described.
As shown in FIGS. 1 and 3, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、制御回路5は、同期信号Ssynの受信検出タイミング(受信信号Ssy_inの入力タイミング)と内部カウンタ10のリセットタイミングとを比較することにより、随時、内部基準周期tを送信周期T´と等しく補正する。そして、これにより、光電センサシステム1を構成する各光電センサ2が投光周期Tの変更に対し自律的に対応するように構成されている。
Further, in the present embodiment, the
具体的には、図4(a)に示すように、投光周期T(送信周期T´)が短くなった場合、同期信号Ssynの受信検出タイミングは、内部カウンタ10のリセットタイミングよりも早くなる(これまで「10カウント」であったところが「9カウント」となる)。この場合、補正手段としての制御回路5は、その受信検出タイミングで内部カウンタ10をリセットするとともに、内部基準周期tをその短縮された送信周期T´と等しくなるように短縮する。そして、図4(b)に示すように、投光周期T(送信周期T´)が長くなり、同期信号Ssynの受信検出タイミングが、内部カウンタ10のリセットタイミングよりも遅くなった場合には(「10カウント」から「11カウント」)、制御回路5は、その受信検出タイミングで内部カウンタ10をリセットするとともに、内部基準周期tをその伸張された送信周期T´と等しくなるように伸張する。
Specifically, as shown in FIG. 4A, when the light projection period T (transmission period T ′) is shortened, the reception detection timing of the synchronization signal Ssyn is earlier than the reset timing of the
即ち、図5のフローチャートに示すように、制御回路5は、受信信号Ssy_inの入力があるか否かを判定し(ステップ101)、受信信号Ssy_inの入力がある場合(ステップ101:YES)には、続いて、その受信検出タイミングが内部カウンタ10のリセットタイミングと一致するか否かを判定する(ステップ102)。そして、両者のタイミングが一致しない場合(ステップ102:NO)には、続いて受信検出タイミングがリセットタイミングよりも早いか否かを判定し(ステップ103)、早い場合(ステップ103:YES)には、該内部基準周期tを短縮し(ステップ104)、遅い場合(ステップ103:NO)には、伸張する(ステップ105)。そして、これにより、内部基準周期tが送信周期T´と等しくなるように補正する。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 5, the
また、本実施形態では、制御回路5は、上記ステップ104,105において内部基準周期tを補正した場合、これに基づいて同期信号Ssynの受信検出から投受光動作及び同期信号Ssynの送信までの遅延時間、即ち上記所定時間t0を補正する(ステップ106)。具体的には、第2の補正手段としての制御回路5は、所定時間t0を補正された内部基準周期tの1/4に補正する。そして、これにより、各光電センサ2がより適切な間隔で間欠的に投受光動作を繰り返すようになっている。
In this embodiment, when the
尚、上記ステップ102において、受信検出タイミングが内部カウンタ10のリセットタイミングと一致する場合(ステップ102:YES)には、制御回路5は、上記ステップ103〜ステップ106の処理を実行しない。
If the reception detection timing coincides with the reset timing of the
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
(1)制御回路5には、内部基準周期tを計時(カウント)する内部カウンタ10が設けられるとともに、その内部基準周期tの初期値は、入力される同期信号Ssynの送信周期T´に設定され、制御回路5は、この内部カウンタ10のリセットタイミングから所定時間t0遅延したタイミングで上記投光信号Sfl及び送信信号Ssy_outを出力する。そして、制御回路5は、同期信号Ssynの受信検出タイミングと内部カウンタ10のリセットタイミングとを比較することにより、随時、内部基準周期tを送信周期T´と等しく補正する。
As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
(1) The
上記構成によれば、同期信号Ssynの受信検出タイミングと内部カウンタ10のリセットタイミングとの比較に基づいて、随時、内部基準周期tを補正することで、上述の微妙な内部クロック差等に起因する各光電センサの処理時間誤差の問題を解消することができる。そして、この補正に伴い内部基準周期自体が伸縮することにより、投光周期T(送信周期T´)の変更に対して柔軟且つ自律的に対応することができる。このため、投光周期Tの変更に際しては、基準となる同期信号Ssynを出力する親機の設定のみを変更すればよく、その結果、その設定変更作業を大幅に省力化することができるようになる。
According to the above configuration, the internal reference period t is corrected at any time based on the comparison between the reception detection timing of the synchronization signal Ssyn and the reset timing of the
(2)制御回路5は、内部基準周期tを補正した場合、これに基づいて同期信号Ssynの受信検出から投受光動作及び同期信号Ssynの送信までの遅延時間、即ち上記所定時間t0を補正する。このような構成とすれば、投光周期Tに変更があった場合でも、各光電センサ2間の投受光動作の間隔をより適切に維持することができる。
(2) When the internal reference period t is corrected, the
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、内部基準周期tの補正については、送信周期T´と等しく補正するとした。しかし、これに限らす、一度の補正に際して所定レベル(例えば、内部カウンタの「±1」)だけ増減させる構成としてもよい。
In addition, you may change this embodiment as follows.
In the present embodiment, the internal reference period t is corrected to be equal to the transmission period T ′. However, the present invention is not limited to this, and may be configured to increase or decrease by a predetermined level (for example, “± 1” of the internal counter) at the time of one correction.
・また、内部基準周期tの補正量に上限を設けてもよい。これにより、内部基準周期tの大幅な変更を要するような異常事態が生じた場合に、盲目的にこれに追従した不適切な補正が行われることで投受光動作が不安定化するような状況を回避することができる。 Further, an upper limit may be set for the correction amount of the internal reference period t. As a result, when an abnormal situation that requires a significant change in the internal reference period t occurs, the light projecting / receiving operation is destabilized by performing an improper correction that follows this blindly. Can be avoided.
・更に、こうした上限を超える補正を要するような事態であることを外部に報知する報知手段を設けてもよい。これにより、異常事態の発生を作業者に知らしめて、その確認・点検を促すことができる。 -Furthermore, you may provide the alerting | reporting means which alert | reports outside that it is a situation which requires the correction | amendment exceeding such an upper limit. As a result, it is possible to notify the operator of the occurrence of an abnormal situation and prompt confirmation / inspection thereof.
・本実施形態では、光電センサ2aを「親機」とする構成としたが、これに限らず、光電センサ2a〜2d以外のものを「親機」とする構成に具体化してもよい。
・本実施形態では、各光電センサ2には、光同期式のものが採用されることとしたが、これに限らず、各光電センサが同期線で接続される構成に具体化してもよい。
In the present embodiment, the photoelectric sensor 2a is configured as the “parent device”. However, the configuration is not limited thereto, and the configuration other than the photoelectric sensors 2a to 2d may be embodied as the “parent device”.
In the present embodiment, each
・本実施形態では、同期信号Ssynの受信検出から投受光動作及び同期信号Ssynの送信までの遅延時間である上記所定時間t0は、内部基準周期tの1/4に設定されることとしたが、これに限るものではなく、接続する光電センサ2の台数に合わせて適宜変更すればよい。そして、所定時間t0の補正についても、その補正方法は、「補正後の内部基準周期tの1/4」に限るものではない。
In the present embodiment, the predetermined time t0, which is a delay time from the detection of reception of the synchronization signal Ssyn to the light transmission / reception operation and transmission of the synchronization signal Ssyn, is set to ¼ of the internal reference period t. However, the present invention is not limited to this, and may be changed as appropriate in accordance with the number of
1…光電センサシステム、2(2a〜2d)…光電センサ、3…投光素子、4…受光素子、5…制御回路、7…同期用受光素子、8…同期用投光素子、10…内部カウンタ、T…投光周期、T´…送信周期、T0…所定時間、t…内部基準周期、t0…所定時間、Sfl…投光信号、Srl…受光信号、Sde…検出信号、Ssyn…同期信号、Ssy_in…受信信号、Ssy_out…送信信号。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記同期信号の周期と等しく設定された内部基準周期を計時する計時手段を備え、前記投光手段及び前記送信手段は、前記計時手段のリセットタイミングから所定時間遅延して前記投光及び前記送信を実行するとともに、
前記同期信号の受信検出タイミングと前記計時手段のリセットタイミングとの比較に基づいて前記内部基準周期を補正する補正手段を備えること、
を特徴とする光電センサ。 A receiving means for receiving a synchronization signal, a light projecting means for intermittently projecting light in response to the synchronization signal, a light receiving means paired with the light projecting means, and a detected object based on light reception detection by the light receiving means A photoelectric sensor comprising detection means for detecting an object, and transmission means for transmitting the synchronization signal to the outside at a timing delayed from the reception,
A timing means for timing an internal reference period set equal to the period of the synchronization signal, wherein the light projecting means and the transmitting means delay the light projection and the transmission by a predetermined time from a reset timing of the time measuring means; As well as
Comprising correction means for correcting the internal reference period based on a comparison between the reception detection timing of the synchronization signal and the reset timing of the timing means;
A photoelectric sensor characterized by
前記内部基準周期の補正に応じて前記所定時間を補正する第2の補正手段を備えること、を特徴とする光電センサ。 The photoelectric sensor according to claim 1,
A photoelectric sensor comprising: a second correction unit that corrects the predetermined time according to the correction of the internal reference period.
前記補正には、その補正量に上限が設けられること、を特徴とする光電センサ。 The photoelectric sensor according to claim 1 or 2,
The photoelectric sensor is characterized in that an upper limit is provided for the correction amount.
前記上限を超える補正を要する状態であることを外部に報知する報知手段を備えたこと、を特徴とする光電センサ。 The photoelectric sensor according to claim 3.
A photoelectric sensor, comprising: an informing means for informing the outside that the correction is required to exceed the upper limit.
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