JP5154281B2 - Multi-optical axis photoelectric sensor receiver, multi-optical axis photoelectric sensor - Google Patents
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Description
本発明は、多光軸光電センサ用受光器、及び多光軸光電センサに関する。 The present invention relates to a photoreceiver for a multi-optical axis photoelectric sensor and a multi-optical axis photoelectric sensor.
従来から、複数の投光素子を有する投光器と、この複数の投光素子とそれぞれ対向して光軸を構成するように配置された複数の受光素子を有する受光器とを備え、光軸を横切る遮光物体の有無を検出する多光軸光電センサが知られている。この種の多光軸光電センサは、各投光素子と、それと対をなす受光素子とにより構成される各光軸間にて投受光を行い、各受光素子から出力される検出信号を共通の出力ラインを通じてコンパレータに入力させている。そして、コンパレータにて検出信号の信号レベルについて判定を行い、各光軸を横切る遮光物体の有無を検出することとしている(下記、特許文献1、2など)。
上記のものは、検出信号を、共通の出力ラインを通じてコンパレータに入力しているから、出力ラインに断線等が起こると、正常な検出動作が出来ない。この場合、結線の確認などを行うこととなるが、このような確認作業は、結線のどこに問題があるかを特定するのに手間がかかる。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、出力ラインの断線診断機能を備え、メンテナンス性に優れる多光軸光電センサを提供することを目的とする。
In the above, since the detection signal is input to the comparator through the common output line, if the output line is disconnected, a normal detection operation cannot be performed. In this case, connection confirmation is performed, but such confirmation work takes time and effort to identify where the problem is in the connection.
The present invention has been completed based on the above circumstances, and an object thereof is to provide a multi-optical axis photoelectric sensor having an output line disconnection diagnosis function and excellent in maintainability.
本発明は、複数の受光素子と、これら複数の受光素子の出力側に夫々接続され、オンすることを条件に各受光素子から出力される検出信号を通過させる複数の信号通過用スイッチング素子と、前記複数の信号通過用スイッチング素子を順にオンオフ制御する受光制御手段と、前記複数の信号通過用スイッチング素子の出力側が共通接続された出力ラインと、この出力ラインを通じて入力される前記各受光素子の検出信号のレベルに基づいて、各受光素子の遮光状態を判別する判別手段と、を備えてなり、各受光素子ごとに前記遮光状態を検出するための検出用の受光動作を行って、各受光素子について前記遮光状態を前記判別手段にて判別する多光軸光電センサ用受光器であって、前記出力ラインと、この出力ライン一端側に診断用スイッチング素子を介して接続された診断用電源と、この出力ライン他端側に設けられたインピーダンス素子とを要素として含む診断用回路と、前記受光素子の前記検出用の受光動作以外のタイミングにて、前記診断用スイッチング素子をオフ状態からオン状態に切り替えて前記診断用回路を通電させたときの、前記インピーダンス素子の端子電圧のレベルをモニタすることで、前記出力ラインの断線の有無を診断する断線診断手段と、を備えたところに特徴を有する。 The present invention is a plurality of light receiving elements, and a plurality of signal passing switching elements that are connected to the output sides of the plurality of light receiving elements and pass detection signals output from each light receiving element on condition that they are turned on, Light receiving control means for sequentially turning on and off the plurality of signal passing switching elements, an output line in which the output sides of the plurality of signal passing switching elements are commonly connected, and detection of each of the light receiving elements input through the output line And a discriminating means for discriminating the light shielding state of each light receiving element based on the level of the signal. Each light receiving element performs a light receiving operation for detection for detecting the light shielding state for each light receiving element. A multi-optical axis photoelectric sensor photoreceiver that discriminates the light-shielding state by the discriminating means, the output line and a diagnostic switch on one end side of the output line A diagnostic circuit including a diagnostic power source connected via a switching element and an impedance element provided at the other end of the output line as a component, and at a timing other than the detection light receiving operation of the light receiving element. And diagnosing the presence or absence of disconnection of the output line by monitoring the level of the terminal voltage of the impedance element when the diagnostic switching element is switched from the OFF state to the ON state and the diagnostic circuit is energized. And a disconnection diagnosis means.
この発明の実施態様として、以下の構成とすることが、好ましい。
・前記複数の信号通過用スイッチング素子、及び前記診断用スイッチング素子は、シフトレジスタに接続され、前記受光制御手段を構成する制御装置は、このシフトレジスタを介して、前記複数の信号通過用スイッチング素子、及び前記診断用スイッチング素子を順次オンオフ制御する。このようにしておけば、一のディバイス(すなわち、シフトレジスタ)にて、各スイッチング素子をオンオフ制御することが可能となり、スイッチング素子の制御が煩雑にならない。
As an embodiment of the present invention, the following configuration is preferable.
The plurality of signal passing switching elements and the diagnostic switching element are connected to a shift register, and the control device constituting the light reception control means passes the shift register through the plurality of signal passing switching elements. , And the diagnostic switching elements are sequentially turned on and off. In this way, each switching element can be controlled to be turned on / off by one device (that is, a shift register), and control of the switching element is not complicated.
・前記シフトレジスタによる前記スイッチング素子のオンオフ制御手順を、前記複数の信号通過用スイッチを一通りオンオフ制御した後に、前記診断用診断用スイッチング素子をオンオフ制御する順序に設定する。このようにすることで、一連の受光動作の後に、それに続けて出力ライン断線の有無についての診断を行うことが可能となり、仮に、出力ラインに断線があったときには、それを早期に検出できる。 The on / off control procedure of the switching element by the shift register is set to the order in which the diagnosis switching element for on / off control is performed after the plurality of signal passing switches are on / off controlled. In this way, after a series of light receiving operations, it is possible to subsequently diagnose whether or not the output line is disconnected. If the output line is disconnected, it can be detected at an early stage.
・前記複数の信号通過用スイッチング素子のうち、前記出力ラインに対して前記一端側に最も近い位置にて接続されたスイッチング素子を、前記診断用回路の一部に含ませることで、前記診断用スイッチング素子を当該診断用回路に含ませたスイッチング素子により兼用させる回路構成とする。このようにしておけば、スイッチング素子の点数を少なくでき、回路構成を簡素化できる。 -Among the plurality of signal passing switching elements, a switching element connected at a position closest to the one end side with respect to the output line is included in a part of the diagnostic circuit, whereby the diagnostic circuit The circuit configuration is such that the switching element is shared by the switching element included in the diagnostic circuit. In this way, the number of switching elements can be reduced and the circuit configuration can be simplified.
・前記受光素子、それに対応する前記信号通過用スイッチング素子、及び前記出力ラインを、一或いは複数の組ごとに回路ブロックとしてユニット化し、これらユニット化した回路ブロックに含まれる前記出力ラインの端部同士をコネクタで電気的に接続することで、前記各受光素子を多段に接続する回路構成であると共に、前記断線診断手段は、前記受光素子の前記検出用の前記受光動作以外のタイミングにて、前記診断用スイッチング素子をオフ状態からオン状態に切り替えて前記診断用回路を通電させたときの、前記インピーダンス素子の端子電圧のレベルをモニタすることで、前記コネクタの接続不良を検出する。このような構成であれば、受光器が正常に動作しないときに、その原因が、コネクタの接続不良に起因するものであれば、断線診断手段にて、直ちに診断できるので、作業者がコネクタの接続状態を目視等で確認する必要がなく、メンテナンス性に優れるものとなる。 The light receiving element, the corresponding signal passing switching element, and the output line are unitized as a circuit block for one or a plurality of sets, and ends of the output lines included in the unitized circuit block Is electrically connected with a connector, so that the light receiving elements are connected in multiple stages, and the disconnection diagnosis means is configured to transmit the light receiving elements at a timing other than the light receiving operation for the detection. The connection failure of the connector is detected by monitoring the level of the terminal voltage of the impedance element when the diagnostic switching element is switched from the off state to the on state and the diagnostic circuit is energized. With such a configuration, when the light receiver does not operate normally, if the cause is due to poor connection of the connector, the disconnection diagnosis means can immediately diagnose, so the operator can There is no need to visually check the connection state, and the maintainability is excellent.
本発明は、複数の投光素子と、これら複数の投光素子から所定のタイミングで順次、光を投光させる投光制御を行う投光制御手段と、前記複数の投光素子に対応して設けられて光軸を構成すると共に、対応する投光素子の光を受光して検出信号を出力する複数の受光素子と、これら複数の受光素子の出力側に夫々接続され、オンすることを条件に各受光素子から出力される検出信号を通過させる複数の信号通過用スイッチング素子と、前記投光素子の投光タイミングに同期させて、前記複数の信号通過用スイッチング素子を順にオンオフ制御する受光制御手段と、前記複数の信号通過用スイッチング素子の出力側が共通接続された出力ラインと、この出力ラインを通じて入力される前記各受光素子の検出信号のレベルに基づいて前記光軸の遮光状態を判別する判別手段と、を備えてなり、各光軸ごとに投受光動作を行って各光軸の遮光状態を前記判別手段にて判別する多光軸光電センサであって、前記出力ラインと、この出力ライン一端側に診断用スイッチング素子を介して接続された診断用電源と、この出力ライン他端側に設けられたインピーダンス素子とを要素として含む診断用回路と、前記投受光動作以外のタイミングにて、前記診断用スイッチング素子をオフ状態からオン状態に切り替えて前記診断用回路を通電させたときの、前記インピーダンス素子の端子電圧のレベルをモニタすることで、前記出力ラインの断線の有無を診断する断線診断手段と、を備える。 The present invention corresponds to a plurality of light projecting elements, light projecting control means for performing light projecting control for projecting light sequentially from the plurality of light projecting elements at a predetermined timing, and the plurality of light projecting elements. It is provided that the optical axis is provided and a plurality of light receiving elements that receive the light of the corresponding light projecting element and output a detection signal, and are connected to the output side of each of the plurality of light receiving elements and turned on. A plurality of signal passing switching elements that pass detection signals output from the respective light receiving elements, and a light receiving control that sequentially controls the plurality of signal passing switching elements in synchronization with the light projecting timing of the light projecting elements. And an output line in which the output sides of the plurality of signal passing switching elements are commonly connected, and the optical axis is blocked based on the level of the detection signal of each light receiving element input through the output line. A multi-optical axis photoelectric sensor that performs a light projecting / receiving operation for each optical axis and discriminates a light blocking state of each optical axis by the determining unit. A diagnostic power source connected to one end side of the output line via a diagnostic switching element, a diagnostic circuit as an element provided on the other end side of the output line, and other than the light emitting / receiving operation By monitoring the level of the terminal voltage of the impedance element when the diagnostic switching element is switched from the off state to the on state and the diagnostic circuit is energized at the timing of Disconnection diagnosis means for diagnosing the presence or absence.
尚、本多光軸光電センサの発明で用いている各光軸の投受光動作という用語とは、上記した多光軸光電センサ用受光器の発明で用いている検出用の受光動作に対して投光側の動作を含めたものである。 The term light projecting / receiving operation of each optical axis used in the invention of the present multi-optical axis photoelectric sensor refers to the light receiving operation for detection used in the invention of the above-described optical receiver for a multi-optical axis photoelectric sensor. This includes the operation on the light emitting side.
この発明の実施態様として、以下の構成とすることが、好ましい。
・前記複数の信号通過用スイッチング素子、及び前記診断用スイッチング素子は、シフトレジスタに接続され、前記受光制御手段を制御装置は、このシフトレジスタを介して、前記複数の信号通過用スイッチング素子、及び前記診断用スイッチング素子を順次オンオフ制御する。このようにしておけば、一のディバイス(すなわち、シフトレジスタ)にて、スイッチング素子をオンオフ制御することが可能となり、スイッチング素子の制御が煩雑にならない。
As an embodiment of the present invention, the following configuration is preferable.
The plurality of signal passing switching elements and the diagnostic switching element are connected to a shift register, and the light receiving control means controls the plurality of signal passing switching elements via the shift register, and The diagnostic switching elements are sequentially turned on and off. In this way, the switching element can be controlled to be turned on / off by one device (that is, a shift register), and the control of the switching element is not complicated.
・前記シフトレジスタによる前記スイッチング素子のオンオフ制御手順を、前記複数の信号通過用スイッチを一通りオンオフ制御した後に、前記診断用診断用スイッチング素子をオンオフ制御する順序に設定する。このようにすることで、一連の受光動作の後に、それに続けて出力ライン断線の有無についての診断を行うことが可能となり、仮に、出力ラインに断線があったときには、それを早期に検出できる。 The on / off control procedure of the switching element by the shift register is set to the order in which the diagnosis switching element for on / off control is performed after the plurality of signal passing switches are on / off controlled. In this way, after a series of light receiving operations, it is possible to subsequently diagnose whether or not the output line is disconnected. If the output line is disconnected, it can be detected at an early stage.
・前記複数の信号通過用スイッチング素子のうち、前記出力ラインに対して前記一端側に最も近い位置にて接続されたスイッチング素子を、前記診断用回路の一部に含ませることで、前記診断用スイッチング素子を当該診断用回路に含ませたスイッチング素子により兼用させる回路構成とする。このようにしておけば、スイッチング素子の点数を少なくでき、回路構成を簡素化できる。 -Among the plurality of signal passing switching elements, a switching element connected at a position closest to the one end side with respect to the output line is included in a part of the diagnostic circuit, whereby the diagnostic circuit The circuit configuration is such that the switching element is shared by the switching element included in the diagnostic circuit. In this way, the number of switching elements can be reduced and the circuit configuration can be simplified.
・前記受光素子、それに対応する前記信号通過用スイッチング素子、及び前記出力ラインを、一或いは複数の光軸ごとに回路ブロックとしてユニット化し、これらユニット化した回路ブロックに含まれる前記出力ラインの端部同士をコネクタで電気的に接続することで、多光軸化する回路構成であると共に、前記断線診断手段は、前記投受光動作以外のタイミングにて、前記診断用スイッチング素子をオフ状態からオン状態に切り替えて前記診断用回路を通電させたときの、前記インピーダンス素子の端子電圧のレベルをモニタすることで、前記コネクタの接続不良を検出する。このような構成であれば、多光軸光電センサが正常に動作しないときに、その原因が、コネクタの接続不良に起因するものであれば、断線診断手段にて、直ちに診断できるので、作業者がコネクタの接続状態を目視等で確認する必要がなく、メンテナンス性に優れるものとなる。 The light receiving element, the corresponding signal passing switching element, and the output line are unitized as a circuit block for each of one or a plurality of optical axes, and the end of the output line included in the unitized circuit block It is a circuit configuration in which multiple optical axes are formed by electrically connecting each other with a connector, and the disconnection diagnostic means switches the diagnostic switching element from an off state to an on state at a timing other than the light projecting / receiving operation. The connection failure of the connector is detected by monitoring the level of the terminal voltage of the impedance element when the diagnostic circuit is energized by switching to. With such a configuration, when the multi-optical axis photoelectric sensor does not operate normally, the cause can be immediately diagnosed by the disconnection diagnosis means if the cause is due to poor connection of the connector. However, it is not necessary to visually check the connection state of the connector, and the maintainability is excellent.
本発明によれば、出力ラインの断線診断機能を備えている。よって、多光軸光電センサ、及び多光軸光電センサ用受光器が正常に作動しない場合には診断を実施することで、その原因が、出力ラインの断線によるものを否かを簡単に診断できる。そのため、メンテナンス性に優れる多光軸光電センサ、及び多光軸光電センサ用受光器の提供が可能となる。 According to the present invention, an output line disconnection diagnosis function is provided. Therefore, when the multi-optical axis photoelectric sensor and the optical receiver for the multi-optical axis photoelectric sensor do not operate normally, it is possible to easily diagnose whether the cause is due to the disconnection of the output line. . Therefore, it becomes possible to provide a multi-optical axis photoelectric sensor excellent in maintainability and a photoreceiver for the multi-optical axis photoelectric sensor.
<実施形態1>
本実施形態は本発明に係る多光軸光電センサUを、プレス機などの設備近傍において、作業者の進入が禁止されている危険領域と作業者の進入が許容されている安全領域との境に配置し、作業者の手或いは体が危険領域内に進入したときには、それを検出するようにしたものである。
<Embodiment 1>
In the present embodiment, the multi-optical axis photoelectric sensor U according to the present invention has a boundary between a danger area where entry of an operator is prohibited and a safety area where entry of the worker is allowed in the vicinity of equipment such as a press. When the operator's hand or body enters the danger area, it is detected.
図1に示すように、多光軸光電センサUは対向して配される投光器10と、受光器20とを主体として構成されている。これら投受光器10,20は共に上下に延びた角柱状のケーシング10A、20Bを有し、投光器10側のうち受光器20に対する対向面には、複数の投光素子LEDが上下方向に沿って一列に配されている。
As shown in FIG. 1, the multi-optical axis photoelectric sensor U is mainly composed of a
一方、受光器20の対向面には、前記各投光素子LEDと対をなして光軸Fを形成する複数の受光素子PDが、やはり上下方向に沿って一列に配されている。これら投光素子LED、受光素子PDは、上下方向で同じ順位に配置されたもの同士が、互いに正規の相手方になっている。
On the other hand, a plurality of light receiving elements PD that form an optical axis F in pairs with the light projecting elements LED are arranged in a line along the vertical direction on the opposing surface of the
次に、上記多光軸光電センサUの電気的構成について、図2を参照して説明する。尚、以下の説明において、便宜上、光軸数は4光軸であるものとして説明を進める。図2に示す符号30は投光制御回路、符号41〜44は受光回路、符号50は受光制御回路、符号60は制御装置である。
Next, the electrical configuration of the multi-optical axis photoelectric sensor U will be described with reference to FIG. In the following description, for the sake of convenience, the description will be made assuming that the number of optical axes is four. 2,
投光制御回路30は制御装置60と共に投光器10を制御するものであり、投光器10を構成する各投光素子LED1〜LED4が電気的に連なっている。投光制御回路30は、制御装置60から与えられる投光開始信号St1の入力を条件に、各投光素子LED1〜LED4に対して駆動電流を順次供給して、各投光素子LED1〜LED4を順次発光(光を投光)させる投光制御を行う。
The light
次に、受光器20側の回路構成について説明を行う。受光器20を構成する各受光素子PD1〜PD4には受光回路41〜44がそれぞれ個別に設けられている。これら各受光回路41〜44には、各信号ラインD1〜D4がそれぞれ連なっている。これら各信号ラインD1〜D4には、コンデンサC1〜C4及び常開式のアナログスイッチ(本発明の「信号通過用スイッチング素子」に相当)SW1〜SW4が介挿されている。
Next, the circuit configuration on the
受光制御回路50は、上記各信号ラインD1〜D4の各アナログスイッチSW1〜SW4を個別にオンオフ制御するものであり、制御装置60から与えられる受光開始信号St2の入力を条件に、各アナログスイッチSW1〜SW4に対してゲート信号を順次与えて各信号ラインD1〜D4を順にオンさせ、各信号ラインを通電状態にさせる通電制御を行う。尚、オンとはスイッチを閉じる閉動作を意味し、オフとはスイッチを開く開動作を意味する。
The light
本実施形態のものは、制御装置60が投光制御回路30に与える投光開始信号St1と同期したタイミングで受光制御回路50に受光開始信号St2を与える構成としてあり、各投光素子LED1〜LED4が順に発光してゆくと、それに対応するアナログスイッチSW1〜SW4が順にオン動作し、各投光素子LEDと対をなす受光素子PDの検出信号だけが、アナログスイッチSWを通過して、次に説明する出力ラインLo側に出力される構成となっている。
In the present embodiment, the light receiving start signal St2 is provided to the light receiving
出力ラインLoには各信号ラインD1〜D4が共通接続されると共に、同出力ラインLoの一端はコンパレータ70の入力端子71に接続されている。コンパレータ70は出力ラインLoを通じて入力される入力電圧Vinを大小比較してHレベル、或いはLレベルの2値信号を出力するものであり、コンパレータ70の他方側の入力端子には、比較対象である基準電圧Vrefが与えられている。尚、基準電圧Vefの電圧値は、後述する第一直流電源81の電圧値より低い値に設定されている。
The signal lines D <b> 1 to D <b> 4 are commonly connected to the output line Lo, and one end of the output line Lo is connected to the
本実施形態のものは、出力ラインLoを通じて入力される入力電圧Vinが基準電圧Vrefを下回るときには、コンパレータ70から制御装置60にHレベルの信号が出力され、出力ラインLoを通じて入力される入力電圧Vinが基準電圧Vrefを上回るときには、Lレベルの信号が出力される構成となっている。
In the present embodiment, when the input voltage Vin input through the output line Lo is lower than the reference voltage Vref, an H level signal is output from the
また、出力ラインLoの他端は、抵抗R5を直列的に接続したスイッチSW5を介してグラウンドGNDに接地されている。スイッチSW5には、ゲート信号が制御装置60を通じて与えられる構成としてあり、制御装置60にてスイッチSW5を開閉操作できるようになっている。
The other end of the output line Lo is grounded to the ground GND through a switch SW5 in which a resistor R5 is connected in series. The switch SW5 is configured such that a gate signal is given through the
また、上記抵抗R5のうち出力ラインLoが連なる側の端点(a)と、制御装置60の入力ポートPaとの間に信号線が接続してあり、制御装置60側にて端点(a)の端子電圧Vaをモニタできる構成となっている。尚、この抵抗R5が本発明のインピーダンス素子に相当するものである。
Further, a signal line is connected between the end point (a) of the resistor R5 on the side where the output line Lo is connected and the input port Pa of the
また、図2に示す符号81は第一直流電源である。第一直流電源81の正極とスイッチSW5の一端とは抵抗R6によって接続されると共に、第一直流電源81の正極からはバイアスラインLvが引き出されている。
Moreover, the code |
そして、本実施形態では、一段目の信号ラインD1に設けられるコンデンサC1とアナログスイッチSW1の中間接続点が、抵抗R1を介して上記バイアスラインLvに接続されている。また同様にして、二段目の信号ラインD2に設けられるコンデンサC2とアナログスイッチSW2の中間接続点が、抵抗R2を介して上記バイアスラインLvに接続され、三段目の信号ラインD3に設けられるコンデンサC3とアナログスイッチSW3の中間接続点が、抵抗R3を介して上記バイアスラインLvに接続されている。 In this embodiment, an intermediate connection point between the capacitor C1 and the analog switch SW1 provided in the first-stage signal line D1 is connected to the bias line Lv through the resistor R1. Similarly, an intermediate connection point between the capacitor C2 and the analog switch SW2 provided in the second-stage signal line D2 is connected to the bias line Lv through the resistor R2 and provided in the third-stage signal line D3. An intermediate connection point between the capacitor C3 and the analog switch SW3 is connected to the bias line Lv through the resistor R3.
その一方、四段目の信号ラインD4に設けられるコンデンサC4とアナログスイッチSW4の中間接続点は、抵抗R4を介して専用の第二直流電源(本発明の「診断用電源」に相当)82に接続してある。本実施形態のものは、この第二直流電源82の電源電圧V2の値を、第一直流電源81の電源電圧V1と異なる値に設定してあり、本実施形態では、第二直流電源82の電源電圧V2を「3V」とし、第一直流電源81の電源電圧V1を「2V」としてある。
On the other hand, an intermediate connection point between the capacitor C4 and the analog switch SW4 provided in the fourth-stage signal line D4 is connected to a dedicated second DC power supply (corresponding to “diagnostic power supply” of the present invention) 82 via the resistor R4. Connected. In the present embodiment, the value of the power supply voltage V2 of the second
また、コンデンサCと抵抗Rの各組、すなわちコンデンサC1と抵抗R1の組、コンデンサC2と抵抗R2の組、コンデンサC3と抵抗R3との組、コンデンサC4と抵抗R4の組は微分回路を構成しており、各受光回路41〜44から出力される検出信号が微分された後、上記出力ラインLoを通じてコンパレータ70に印加されるようになっている。
Each set of the capacitor C and the resistor R, that is, the set of the capacitor C1 and the resistor R1, the set of the capacitor C2 and the resistor R2, the set of the capacitor C3 and the resistor R3, and the set of the capacitor C4 and the resistor R4 constitute a differentiation circuit. The detection signals output from the
上記の如く回路構成された多光軸光電センサUは、光軸を遮る遮光物体の有無の検出機能に加えて、アナログスイッチSW1〜SW4の故障診断機能、出力ラインLoの断線診断機能を備えている。 The multi-optical axis photoelectric sensor U configured as described above has a failure diagnosis function for the analog switches SW1 to SW4 and a disconnection diagnosis function for the output line Lo in addition to a function for detecting the presence or absence of a light shielding object that blocks the optical axis. Yes.
以下、多光軸光電センサUの回路動作について、(a)検出時、(b)アナログスイッチSW1〜SW4の故障診断時、(c)出力ラインLoの断線診断時の順に説明してゆく。 Hereinafter, circuit operations of the multi-optical axis photoelectric sensor U will be described in the order of (a) detection, (b) failure diagnosis of the analog switches SW1 to SW4, and (c) output line Lo disconnection diagnosis.
(a)検出
検出動作は制御装置60の制御下のもと、投光素子LEDと、それに対応する受光素子PDとかなる光軸Fを順次有効化することにより行れる。具体的には、まず、制御装置60から投光制御回路30に投光開始信号St1が出力され、またこの投光開始信号St1の出力と同時に、制御装置60から受光制御回路50に受光開始信号St2が出力される。
(A) Detection Under the control of the
これにより、投光側では、受光制御回路50の制御下のもと、各投光素子LEDが駆動されて、各投光素子LED1〜LED4が順に発光する。一方、受光側では、受光制御回路50の制御下のもと、各投光素子LED1〜LED4の発光タイミングに合わせて、それに対応する受光素子PD1〜PD4に連なる各アナログスイッチSW1〜SW4に順にオン動作される(図4参照)。
Thereby, on the light projecting side, each light projecting element LED is driven under the control of the light
これにより、各光軸Fが順次有効化され各光軸F間にて投受光動作がなされる結果、以下に説明する検出信号が受光素子PDから出力され、受光回路41〜44、微分回路を通過した後、コンパレータ70に順次取り込まれる。
As a result, each optical axis F is sequentially enabled and light projecting / receiving operation is performed between the optical axes F. As a result, a detection signal described below is output from the light receiving element PD, and the
尚、本多光軸光電センサ用受光器の発明で用いている「検出用の受光動作」という用語は、上記した投受光動作から投光側の動作を除いたものを意味している。 Note that the term “detecting light receiving operation” used in the invention of the optical receiver for the multi-optical axis photoelectric sensor means one obtained by excluding the operation on the light projecting side from the light projecting / receiving operation described above.
検出動作により出力される検出信号は図4にて示す通りであり、受光素子PDから受光量に応じたレベルの検出信号(図4にて示す)がまず出力される。そして、受光素子PDから出力された検出信号は受光回路41〜44にて反転増幅され(図4にて示す)、その後、微分回路(コンデンサCと抵抗Rの組から構成される微分回路)にて微分される。そして、微分された検出信号(図4にて示す)は、出力ラインLoを通じてコンパレータ70に入力電圧Vinとして印加される。
The detection signal output by the detection operation is as shown in FIG. 4, and a detection signal (shown in FIG. 4) of a level corresponding to the amount of received light is first output from the light receiving element PD. Then, the detection signal output from the light receiving element PD is inverted and amplified by the
以上のことから、光軸Fが入光状態にあるときには、図4にて示すように、入力電圧Vinが基準電圧Vrefを下回る。これにより、コンパレータ70からHレベルの信号が制御装置60に出力される。その一方、特定の光軸(図4の例では、3段目の光軸)Fが遮光状態にあるときには、入力電圧Vinが、バイアスラインLvのライン電圧である2Vとなり、基準電圧Vrefを上回る結果、コンパレータ70からLレベルの信号が制御装置60に出力される。
From the above, when the optical axis F is in the incident state, the input voltage Vin is lower than the reference voltage Vref as shown in FIG. As a result, an H level signal is output from the
よって、コンパレータ70から出力信号が、Hレベル/Lレベルのいずれのレベルであるかを、制御装置60にて判別することで、各光軸Fの入遮光、すなわち各光軸Fが入光状態、或いは遮光状態のいずれの状態であるかを検出できる。尚、このコンパレータ70、制御装置60が行う判別処理により、本発明の「判別手段」の果たす処理機能が実現されている。
Therefore, the
そして、本実施形態では、制御装置60にて、いずれかの光軸Fが遮光状態にあることが検出されると、直ちに、異常を報知する異常検知信号が出力される構成になっている。尚、この検出動作中、制御装置60により、スイッチSW5はオフの状態に制御される。
In the present embodiment, when the
(b)アナログスイッチSW1〜SW4の故障診断
アナログスイッチSW1〜SW4の故障診断は、上記検出とは別のタイミング(投受光動作以外のタイミング)で、全投光素子LEDの投光を停止させて行われる。尚、ここで言う、投受光動作以外のタイミングとは、各アナログスイッチSW1〜SW4がいずれもオフとなる受光停止状態であればよく、一連の投受光動作が行われる図4中の区間A以外の区間Cに加えて、一連の投受光動作が行われる区間A内であっても、受光停止状態となる図4中の区間Bなども含まれるものである。
(B) Failure diagnosis of the analog switches SW1 to SW4 The failure diagnosis of the analog switches SW1 to SW4 is performed by stopping the light projection of all the light emitting elements LED at a timing different from the above detection (timing other than the light projecting / receiving operation). Done. Here, the timing other than the light projecting / receiving operation is not limited to the period A in FIG. 4 in which a series of light projecting / receiving operations are performed. In addition to the section C, the section B in FIG. 4 in which light reception is stopped is included even in the section A in which a series of light projecting and receiving operations are performed.
では、故障診断の具体的な手順について説明してゆくと、まず、制御装置60の制御下のもと、受光制御回路50により、まず全てのアナログスイッチSW1〜SW4がオフ状態に制御され、次いで、オフ状態にあるスイッチSW5が、オン状態に切り替えられる。
Now, a specific procedure of failure diagnosis will be described. First, under the control of the
これを行うと、全アナログスイッチSW1〜SW4が正常にオフしていれば、抵抗R5の端点(a)の端子電圧Vaはグラウンドレベル、すなわちゼロボルトになる。 If this is done, if all the analog switches SW1 to SW4 are normally turned off, the terminal voltage Va at the end point (a) of the resistor R5 becomes the ground level, that is, zero volts.
一方、いずれかのアナログスイッチSW1〜SW4がショートしている場合には、図5(ここでは、SW1をショートさせてある)にて示すように、第一直流電源81、抵抗R1、シートしたアナログスイッチSW1、抵抗R5、スイッチSW5により閉回路が構成され、同閉回路内に電流が流れる。これにより、第一直流電源81の電源電圧V1が、抵抗R1と抵抗R5により分圧され、抵抗R5の端点(a)の端子電圧Vaは以下(1)式の電位となる。
Va=V1×R5/(R1+R5)・・・・・・・・・・・(1)式
On the other hand, when any one of the analog switches SW1 to SW4 is short-circuited, as shown in FIG. 5 (here, SW1 is short-circuited), a first
Va = V1 × R5 / (R1 + R5) (1) Formula
以上のことから、スイッチSW5の開閉に伴う、抵抗R5の端点(a)の端子電圧Vaを、制御装置60にてモニタすることで、アナログスイッチSW1〜SW4についてショートの有無を診断できる。 From the above, by monitoring the terminal voltage Va at the end point (a) of the resistor R5 accompanying the opening and closing of the switch SW5, the presence or absence of a short circuit can be diagnosed for the analog switches SW1 to SW4.
(c)出力ラインLoの断線診断
出力ラインLoの故障診断はアナログスイッチSW1〜SW4の故障診断と同様、上記検出とは別のタイミング(投受光動作以外のタイミング)で、全投光素子LEDの投光を停止させて行われる。尚、ここで言う、投受光動作以外のタイミングとは、各アナログスイッチSW1〜SW4がいずれもオフとなる受光停止状態であればよく、一連の投受光動作が行われる図4中の区間A以外の区間Cに加えて、一連の投受光動作が行われる区間A内であっても、受光停止状態となる図4中の区間Bなども含まれるものである。
(C) Disconnection diagnosis of the output line Lo As with the failure diagnosis of the analog switches SW1 to SW4, the failure diagnosis of the output line Lo is performed at a timing different from the above detection (timing other than the light projecting / receiving operation) of all the light emitting elements LED. This is done with the projection stopped. Here, the timing other than the light projecting / receiving operation is not limited to the period A in FIG. 4 in which a series of light projecting / receiving operations are performed. In addition to the section C, the section B in FIG. 4 in which light reception is stopped is included even in the section A in which a series of light projecting and receiving operations are performed.
では、故障診断の具体的な手順について説明してゆくと、制御装置60の制御下のもと、まず全てのアナログスイッチSW1〜SW4がオフ状態に制御され、更にスイッチSW5がオフ状態に制御される。
Now, when explaining the specific procedure of failure diagnosis, all the analog switches SW1 to SW4 are first controlled to be turned off under the control of the
このとき、抵抗R5の端点(a)の端子電圧Vaは、第一直流電源81の電源電圧V1に等しいレベルになる。
Va=V1・・・・・・・・・・・・・(2)式
At this time, the terminal voltage Va at the end point (a) of the resistor R5 is at a level equal to the power supply voltage V1 of the first
Va = V1 (2) Formula
次いで、抵抗R5から見て最も遠方にあたる出力ラインLoの一端側の接続点(b)に接続された信号ラインD4上のアナログスイッチ(ここでは、アナログスイッチSW4)がオン状態に制御される。 Next, the analog switch (here, the analog switch SW4) on the signal line D4 connected to the connection point (b) on one end side of the output line Lo that is farthest from the resistor R5 is controlled to be in the ON state.
アナログスイッチSW4をオンすると、図6中にて太線で示すように、第二直流電源82、抵抗R4、アナログスイッチSW4、出力ラインLo、抵抗R5、抵抗R6、第一直流電源81により閉回路(本発明の「診断用回路」に相当)が構成される。しかも、本実施形態では、第一、第二双方の直流電源81、82の電源電圧V1、V2の値を異ならせてあり、上記閉回路内を電流Ifが流れる。
When the analog switch SW4 is turned on, a closed circuit is formed by the second
これにより、出力ラインLoに断線がない場合、抵抗R5の端点(a)の端子電圧Vaは以下(3)式の電位となる。
Va=[R4×V1+(R5+R6)×V2]/(R4+R5+R6)・・・(3)式
Thereby, when the output line Lo is not disconnected, the terminal voltage Va at the end point (a) of the resistor R5 becomes the potential of the following expression (3).
Va = [R4 × V1 + (R5 + R6) × V2] / (R4 + R5 + R6) (3)
その一方、出力ラインLoが、途中で断線している場合には、上記閉回路内を電流Ifが流れることがなく、スイッチSW4のオン操作に拘わらず、抵抗R5の端点(a)の端子電圧Vaは、第一直流電源81の電源電圧V1のままとなる。
On the other hand, when the output line Lo is disconnected in the middle, the current If does not flow in the closed circuit, and the terminal voltage at the end point (a) of the resistor R5 regardless of the ON operation of the switch SW4. Va remains the power supply voltage V 1 of the first
以上のことから、アナログスイッチSW4のオン操作に伴う、抵抗R5の端点(a)の端子電圧Vaを、制御装置60にてモニタすることで、出力ラインLoの断線の有無を診断できる。すなわち、アナログスイッチSW4のオン操作により、抵抗R5の端点(a)の端子電圧Vaに変化が現れれば、断線なしと診断でき、アナログスイッチSW4をオン操作しても、抵抗R5の端点(a)の端子電圧Vaに変化がなければ、断線ありと診断できる。この制御装置60の行う診断処理により、本発明の断線診断手段を果たす処理機能が実現されている。
From the above, by monitoring the terminal voltage Va at the end point (a) of the resistor R5 accompanying the ON operation of the analog switch SW4, the presence or absence of disconnection of the output line Lo can be diagnosed. That is, if a change occurs in the terminal voltage Va at the end point (a) of the resistor R5 by turning on the analog switch SW4, it can be diagnosed that there is no disconnection. Even if the analog switch SW4 is turned on, the end point (a) of the resistor R5 If there is no change in the terminal voltage Va, it can be diagnosed that there is a disconnection. By the diagnostic processing performed by the
このように、本多光軸光電センサUによれば、スイッチSW4のオンオフ操作により、出力ラインLoの断線の有無を、簡単に診断できる。そのため、メンテナンス性に優れる多光軸光電センサの提供が可能となる。 Thus, according to the present multi-optical axis photoelectric sensor U, the presence or absence of disconnection of the output line Lo can be easily diagnosed by the on / off operation of the switch SW4. Therefore, it is possible to provide a multi-optical axis photoelectric sensor that is excellent in maintainability.
<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2を図7、図8によって説明する。実施形態2は、実施形態1に対して多光軸光電センサUの回路構成の一部(出力ラインLoの断線診断を行う機能部分)を変更したものである。
<Embodiment 2>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment is obtained by changing a part of the circuit configuration of the multi-optical axis photoelectric sensor U (functional part for performing a disconnection diagnosis of the output line Lo) with respect to the first embodiment.
図7を参照して変更部分を説明すると、このものでは、第一直流電源81とスイッチSW6との対と、第二直流電源82とスイッチSW7との対を並列的に接続し、両対の接続点(c)からバイアスラインLvを引き出している。これら両スイッチSW7は、制御装置60からゲート信号が与えられる回路構成としてあり、制御装置60にてオンオフを制御できるようになっている。
The change portion will be described with reference to FIG. 7. In this example, a pair of the first
尚、この実施形態においても、実施形態1の場合と同様に、第二直流電源82の電源電圧V2の値を、第一直流電源81の電源電圧V1と異なる値に設定してある。具体的には、第二直流電源82の電源電圧V2を「3V」とし、第一直流電源81の電源電圧V1を「2V」としてある。
In this embodiment as well, as in the case of the first embodiment, the value of the power supply voltage V2 of the second
また、第二直流電源82の正極の接続先を変更したことに伴い、信号ラインD4を他の信号ラインD1〜D3と同様に、抵抗R4を介してバイアスラインLvに接続してある。
Further, the signal line D4 is connected to the bias line Lv via the resistor R4 in the same manner as the other signal lines D1 to D3 in accordance with the change of the connection destination of the positive electrode of the second
このものによれば、スイッチSW5、スイッチSW7をいずれもオフ状態とし、スイッチSW6をオン状態としておけば、実施形態1の図3の結線とほぼ同様の結線(信号ラインD4のライン電圧をバイアスラインLvからとっている点のみ実施形態1と異なる)となり、後は、各信号ラインD1〜D4上に設けられる各アナログスイッチSW1〜SW4を投光側の動作に同期させて順にオンしてゆけば、実施形態1と同様に、各光軸Fを順次有効化することが出来、各光軸Fの入遮光を検出出来る。 According to this configuration, when both the switch SW5 and the switch SW7 are turned off and the switch SW6 is turned on, the connection similar to the connection shown in FIG. 3 of the first embodiment (the line voltage of the signal line D4 is applied to the bias line). It is different from the first embodiment only in the point taken from Lv), and thereafter, the analog switches SW1 to SW4 provided on the signal lines D1 to D4 are sequentially turned on in synchronization with the operation on the light emitting side. Similarly to the first embodiment, the optical axes F can be sequentially enabled, and the incident light shielding of each optical axis F can be detected.
また、上記した検出動作とは別のタイミング(投受光動作以外のタイミング)で、アナログスイッチSW1〜SW4の故障診断、出力ラインLoの断線診断を実施できる。尚、ここで言う、投受光動作以外のタイミングとは、実施形態1同様に各アナログスイッチSW1〜SW4がいずれもオフとなる受光停止状態であればよく、一連の投受光動作が行われる図4中の区間A以外の区間Cに加えて、一連の投受光動作が行われる区間A内であっても、受光停止状態となる図4中の区間Bなども含まれるものである。 Further, failure diagnosis of the analog switches SW1 to SW4 and disconnection diagnosis of the output line Lo can be performed at a timing different from the above-described detection operation (timing other than the light projecting / receiving operation). Here, the timing other than the light projecting / receiving operation may be any light receiving stop state in which all the analog switches SW1 to SW4 are turned off as in the first embodiment, and a series of light projecting / receiving operations are performed. In addition to the section C other than the middle section A, the section B in FIG. 4 in which light reception is stopped is included even in the section A in which a series of light projecting and receiving operations are performed.
アナログスイッチSW1〜SW4の故障診断を行うには上記投受光動作以外のタイミングにて、全アナログスイッチSW1〜SW4及び、スイッチSW7をいずれもオフした状態にしておき、その状態で、スイッチSW5、スイッチSW6をオンしてやればよい。 In order to perform failure diagnosis of the analog switches SW1 to SW4, all the analog switches SW1 to SW4 and the switch SW7 are turned off at timings other than the light projecting / receiving operation. What is necessary is just to turn on SW6.
これを行うと、実施形態1と同じく、ショートの有無によって、抵抗R5の端点(a)の端子電圧Vaが変化するから、この端点(a)の端子電圧Vaをモニタすることで、アナログスイッチSW1〜SW4のショートの有無を診断できる。 When this is performed, the terminal voltage Va at the end point (a) of the resistor R5 changes depending on the presence or absence of a short circuit, as in the first embodiment. By monitoring the terminal voltage Va at the end point (a), the analog switch SW1 Can diagnose the presence or absence of SW4 short circuit.
また、出力ラインLoの断線診断を実施するには、まず全てのアナログスイッチSW1〜SW4、及びスイッチSW5、スイッチSW6をオフ状態に制御し、次いで、スイッチSW7をオン状態に制御する。 In order to perform disconnection diagnosis of the output line Lo, all the analog switches SW1 to SW4, the switch SW5, and the switch SW6 are first controlled to be in an off state, and then the switch SW7 is controlled to be in an on state.
このとき、抵抗R5の端点(a)の端子電圧Vaは、第一直流電源81の電源電圧V1に等しいレベルになる。
At this time, the terminal voltage Va at the end point (a) of the resistor R5 is at a level equal to the power supply voltage V1 of the first
次いで、信号ラインD4上に設けられるアナログスイッチSW4をオフ状態からオン状態に切り替えてやる(図8参照)。アナログスイッチSW4をオンすると、図8中にて太線で示すように、第二直流電源82、抵抗R4、アナログスイッチSW4、出力ラインLo、抵抗R5、抵抗R6、第一直流電源81により閉回路(本発明の「診断用回路」に相当)が構成される。しかも、本実施形態では、第一、第二双方の直流電源81、82の電源電圧V1、V2の値を異ならせてあり、上記閉回路内を電流Ifが流れる。
Next, the analog switch SW4 provided on the signal line D4 is switched from the off state to the on state (see FIG. 8). When the analog switch SW4 is turned on, as shown by a thick line in FIG. 8, the second
これにより、出力ラインLoに断線がない場合、抵抗R5の端点(a)の端子電圧Vaは以下(3)式の電位となる。
Va=[R4×V1+(R5+R6)×V2]/(R4+R5+R6)・・・(3)式
Thereby, when the output line Lo is not disconnected, the terminal voltage Va at the end point (a) of the resistor R5 becomes the potential of the following expression (3).
Va = [R4 × V1 + (R5 + R6) × V2] / (R4 + R5 + R6) (3)
その一方、出力ラインLoが、途中で断線している場合には、上記閉回路内を電流Ifが流れることがなく、スイッチSW4のオン操作に拘わらず、抵抗R5の端点(a)の端子電圧Vaは、第一直流電源81の電源電圧V1のままとなる。
On the other hand, when the output line Lo is disconnected in the middle, the current If does not flow in the closed circuit, and the terminal voltage at the end point (a) of the resistor R5 regardless of the ON operation of the switch SW4. Va remains the power supply voltage V 1 of the first
以上のことから、両スイッチSW4のオン操作に伴う、抵抗R5の端点(a)の端子電圧Vaを、制御装置60にてモニタすることで、出力ラインLoの断線の有無を診断できる。このように実施形態2の回路構成であっても、実施形態1と同様の回路動作、すなわち検出動作、アナログスイッチSW1〜SW4の故障診断、出力ラインLoの断線診断を実施でき、実施形態1同様の効果を奏することが可能となる。 From the above, by monitoring the terminal voltage Va at the end point (a) of the resistor R5 accompanying the ON operation of both the switches SW4, the presence or absence of disconnection of the output line Lo can be diagnosed. Thus, even with the circuit configuration of the second embodiment, the same circuit operation as that of the first embodiment, that is, the detection operation, the failure diagnosis of the analog switches SW1 to SW4, and the disconnection diagnosis of the output line Lo can be performed. It is possible to achieve the effect.
また、この実施形態では、信号ラインD4のライン電圧を、他の信号ラインD1〜D3と同じくバイアスラインLvからとっているので、全信号ラインD1〜D4のライン電圧がいずれも2Vに設定できる。このような構成としておけば、検出信号の基準(動作点)が、いずれも2Vととなるので、各光軸の検出信号を、コンパレータ70の基準電圧Vrefと同じ条件で大小比較でき、各光軸について遮光物体の有無を正確に、検出できる。
Further, in this embodiment, since the line voltage of the signal line D4 is taken from the bias line Lv like the other signal lines D1 to D3, the line voltages of all the signal lines D1 to D4 can be set to 2V. With this configuration, since the reference (operating point) of the detection signal is 2 V, the detection signal of each optical axis can be compared in magnitude under the same conditions as the reference voltage Vref of the
尚、図4では、4段目の光軸の検出信号(微分後の検出信号)を、他の段の検出信号と同じく、2Vを基準とした波形として図示してあるが、本実施形態の結線を適用したときに初めて、このような波形となる。 In FIG. 4, the detection signal (detection signal after differentiation) of the fourth stage of the optical axis is illustrated as a waveform based on 2 V, similarly to the detection signals of the other stages. Only when a connection is applied, such a waveform is obtained.
<実施形態3>
次に、本発明の実施形態3を図9〜11によって説明する。実施形態3は、実施形態2に対して回路構成の一部を変更したものである。図9を参照して変更部分を説明すると、このものでは、実施形態2にて設けたスイッチSW6を廃止してバイアスラインLvを第一直流電源81の正極に直接接続させると共に、第二直流電源81の正極を、スイッチSW7(本発明の「診断用スイッチング素子」に相当)を介して、コンパレータ70の入力端子71に対して接続させている。また、この実施形態では、受光制御回路50を、シフトレジスタとしてある。そして、係るシフトレジスタ50に対して各アナログスイッチSW1〜SW4及び、スイッチSW7が電気的に接続してあり、シフトレジスタ50により全5つのスイッチSW1〜SW4、SW7をオンオフ制御できる構成となっている。
<
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, a part of the circuit configuration is changed from the second embodiment. The change portion will be described with reference to FIG. 9. In this device, the switch SW6 provided in the second embodiment is abolished and the bias line Lv is directly connected to the positive electrode of the first
尚、この実施形態においても、実施形態1、2の場合と同様に、第二直流電源82の電源電圧V2の値を、第一直流電源81の電源電圧V1と異なる値に設定してある。具体的には、第二直流電源82の電源電圧V2を「3V」とし、第一直流電源81の電源電圧V1を「2V」としてある。
In this embodiment as well, the value of the power supply voltage V2 of the second
このように回路結線しておけば、以下説明するように、まず、全スイッチをいずれもオフ状態にしておき、次いで、各アナログスイッチSW1〜SW4、及びスイッチSW7を、制御装置60の制御下のもと、シフトレジスタ50によりSW1→SW2→SW3→SW4→SW7の順にオンさせてゆくことで、各光軸Fを順次有効化する検出動作と併せて、出力ラインLoの断線診断を行うことが可能となる(図12参照)。言い換えれば、1回の検出サイクルの最後に、出力ラインLoの断線診断を組み込むことが可能となる。
If the circuit connection is made in this way, as will be described below, all the switches are first turned off, and then each of the analog switches SW1 to SW4 and the switch SW7 are controlled by the
というのも、図10に示すように、各アナログスイッチSW1〜SW4を順にオンさせてゆくと、各段の信号ラインD1〜D4が順に通電状態となり、各光軸Fの受光素子PDから出力される検出信号が、出力ラインLoを通じてコンパレータ70に出力される。従って、実施形態1、2と同様、制御装置60にてコンパレータ70の出力をモニタすることで、各光軸Fごとに入遮光を検出できる。
This is because, as shown in FIG. 10, when the respective analog switches SW1 to SW4 are sequentially turned on, the signal lines D1 to D4 at the respective stages are sequentially energized and output from the light receiving elements PD of the respective optical axes F. The detection signal is output to the
そして、最終段のアナログスイッチSW4をオンさせて、最終段の光軸Fについて検出信号を出力ラインLoを通じてコンパレータ70に出力させた後、次いで、スイッチSW7をオンすると、図11中にて太線で示すように、第二直流電源82、スイッチSW7、出力ライン、抵抗R5、抵抗R6、第一直流電源81により閉回路(本発明の「診断用回路」に相当)が構成される。しかも、本実施形態では、第一、第二双方の直流電源81、82の電源電圧V1、V2の値を異ならせてあり、上記閉回路内を電流Ifが流れる。
Then, after the last-stage analog switch SW4 is turned on and the detection signal for the last-stage optical axis F is output to the
これにより、出力ラインLoに断線がない場合、抵抗R5の端点(a)の端子電圧Vaは、第二直流電源82の電源電圧V2となる。
Thereby, when the output line Lo is not disconnected, the terminal voltage Va at the end point (a) of the resistor R5 becomes the power supply voltage V2 of the second
その一方、出力ラインLoが、途中で断線している場合には、上記閉回路内を電流Ifが流れることがなく、スイッチSW7のオン操作に拘わらず、抵抗R5の端点(a)の端子電圧Vaは、第一直流電源81の電源電圧V1になる。
On the other hand, when the output line Lo is disconnected in the middle, the current If does not flow in the closed circuit, and the terminal voltage at the end point (a) of the resistor R5 regardless of the ON operation of the switch SW7. Va becomes the power supply voltage V 1 of the first
以上のことから、スイッチSW7のオン操作に伴う、抵抗R5の端点(a)の端子電圧Vaを、制御装置60にてモニタすることで、出力ラインLoの断線の有無を診断できる。 From the above, by monitoring the terminal voltage Va at the end point (a) of the resistor R5 accompanying the ON operation of the switch SW7, the presence or absence of disconnection of the output line Lo can be diagnosed.
このように本実施形態の構成によれば、各光軸を順に有効化する検出動作に併せて、出力ラインLoの断線診断を実施できるので、出力ラインLoに断線があったときには、それを早期に検出することが可能となる。 As described above, according to the configuration of the present embodiment, the disconnection diagnosis of the output line Lo can be performed in conjunction with the detection operation for sequentially enabling each optical axis. Can be detected.
また、この実施形態では、一のディバイス(すなわち、シフトレジスタ)にて、各スイッチング素子SW1〜SW4、SW7をオンオフ制御することとしており、スイッチング素子のオンオフ制御が煩雑にならない。また、上記記載中の「制御装置60の制御下のもと、シフトレジスタ50によりSW1→SW2→SW3→SW4→SW7の順にオンさせてゆく」における「制御装置60の制御下のもと」というのは、制御装置60側が、投光側に与える投光開始信号St1に同期したタイミングにて、シフトレジスタ50に制御信号を与えて、当該シフトレジスタ50に、オフ状態にある各スイッチSW1〜SW4、SW7を順にオンしてゆくスイッチオンオフ制御を、投光側の投光動作に合わせて実行開始させるという意味である。
In this embodiment, the switching elements SW1 to SW4 and SW7 are controlled to be turned on / off by one device (that is, a shift register), so that the on / off control of the switching elements is not complicated. Also, in the above description, “under the control of the
<実施形態4>
次に、本発明の実施形態4を図13、図14によって説明する。実施形態4は、実施形態1に対して回路構成の一部を変更したものである。図13、図14を参照して変更部分を説明すると、このものでは、受光素子PD、それに対応するアナログスイッチSW、及び出力ラインLoの一部を回路ブロックBとしてユニット化してあり、これらユニット化した回路ブロックB同士をコネクタCNによって電気的に接続することで、各受光素子PDを多段に接続する回路構成となっている。
<Embodiment 4>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the fourth embodiment, a part of the circuit configuration is changed from the first embodiment. Referring to FIGS. 13 and 14, the changed portion will be described. In this device, the light receiving element PD, the corresponding analog switch SW, and a part of the output line Lo are unitized as a circuit block B. The circuit blocks B are electrically connected by the connector CN, so that each light receiving element PD is connected in multiple stages.
より具体的に説明すると、第一回路ブロックB1は、実施形態1にて説明した受光器20側の回路のうち、抵抗R4と第二直流電源82を除く全てを取り込んだ回路構成となっており、4つの受光素子PD1〜PD4、それに対応する4つの受光回路41〜44、4つのアナログスイッチSW1〜SW4、4つの信号ラインD1〜D4、受光制御回路50、第一直流電源V1、コンパレータ70、制御装置60、バイアスラインLvの一部、及び出力ラインLoの一部等を含んでいる。
More specifically, the first circuit block B1 has a circuit configuration that incorporates all of the circuits on the
また、第二回路ブロックB2は、第一回路ブロックB1と同様、4つの受光素子PD11〜PD14、それに対応する4つの受光回路141〜144、4つのアナログスイッチSW11〜SW14、4つの信号ラインD11〜D14、受光制御回路150等を備え、信号ラインD14に対して抵抗R14を介して第二直流電源82を電気的に接続させている。
Similarly to the first circuit block B1, the second circuit block B2 includes four light receiving elements PD11 to PD14, four corresponding
そして、第一回路ブロックB1には第一コネクタCN1が設けられる一方、第二回路ブロックB2には第二コネクタCN2が設けられており、両コネクタCN1、CN2同士を嵌合させることで、図14にて示すように、第一回路ブロックB1と第二回路ブロックB2のバイアスラインLv同士が電気的に接続され、また、第一回路ブロックB1と第二回路ブロックB2の出力ラインLo同士が電気的に接続される。そして、更に、第一回路ブロックB1側の受光制御回路50と第二回路ブロックB2側の受光制御回路150が信号線Lsにより電気的に接続される。
The first circuit block B1 is provided with the first connector CN1, while the second circuit block B2 is provided with the second connector CN2. By fitting the connectors CN1 and CN2 together, FIG. , The bias lines Lv of the first circuit block B1 and the second circuit block B2 are electrically connected to each other, and the output lines Lo of the first circuit block B1 and the second circuit block B2 are electrically connected to each other. Connected to. Further, the light
以上のことから、第一回路ブロックB1側から第二回路ブロックB2側にバイアスラインLvを通じてバイアス電圧を与えることが可能となり、また、第二回路ブロックB2側から、第一回路ブロックB1側のコンパレータ70に、出力ラインLoを通じて検出信号を入力させることが可能となる。 From the above, it becomes possible to apply a bias voltage through the bias line Lv from the first circuit block B1 side to the second circuit block B2 side, and from the second circuit block B2 side, the comparator on the first circuit block B1 side. 70, the detection signal can be input through the output line Lo.
以上のことから、実施形態1と同様に、第一回路ブロックB1側のスイッチSW5をオフ状態としておき、投光側の投光タイミングに同期させて、各アナログスイッチSW1〜SW4、SW11〜SW14を順次オンさせてゆく投受光動作を行うことで、全8光軸Fの入遮光を制御装置60にて判定できる。尚、ここでは投光側の回路を省略してあるが、投光側についても、受光側と同様に投光素子を8段備え、8段の光軸を形成している。
From the above, similarly to the first embodiment, the switch SW5 on the first circuit block B1 side is turned off, and the analog switches SW1 to SW4 and SW11 to SW14 are set in synchronization with the light projecting timing on the light projecting side. By performing the light projecting / receiving operation that is sequentially turned on, the
また、図14にもあるように、上記した投受光動作以外のタイミングにて、以下の故障診断を行うことで、コネクタCN1、CN2間の接続不良を診断できる。具体的には、制御装置60の制御下のもと、まず全てのアナログスイッチSW1〜SW4、SW11〜SW14がオフ状態に制御され、更にスイッチSW5がオフ状態に制御される。このとき、抵抗R5の端点(a)の端子電圧Vaは、第一直流電源81の電源電圧V1に等しいレベルになる。
Further, as shown in FIG. 14, a connection failure between the connectors CN1 and CN2 can be diagnosed by performing the following failure diagnosis at a timing other than the light projecting / receiving operation described above. Specifically, under the control of the
次いで、抵抗R5から見て最も遠方にあたる出力ラインLoの一端側に接続された信号ラインD14上のアナログスイッチSW14がオン状態に制御される。アナログスイッチSW14をオンすると、図14中にて太線で示すように、第二直流電源82、抵抗R14、アナログスイッチSW14、出力ラインLo、抵抗R5、抵抗R6、第一直流電源81により閉回路(本発明の「診断用回路」に相当)が構成される。しかも、本実施形態では、第一、第二双方の直流電源81、82の電源電圧V1、V2の値を異ならせてあり、上記閉回路内を電流Ifが流れる。
Next, the analog switch SW14 on the signal line D14 connected to one end side of the output line Lo that is farthest away from the resistor R5 is controlled to be in an ON state. When the analog switch SW14 is turned on, as shown by a thick line in FIG. 14, the second
これにより、コネクタCN1、CN2同士が正しく接続されている場合(言い換えれば、出力ラインLoに断線がない場合)、抵抗R5の端点(a)の端子電圧Vaは、実施形態1にて説明した上記(3)式の電位となる。 Thereby, when the connectors CN1 and CN2 are correctly connected (in other words, when the output line Lo is not disconnected), the terminal voltage Va at the end point (a) of the resistor R5 is the above described in the first embodiment. The potential of the formula (3) is obtained.
その一方、コネクタCN1、CN2同士に接続不良があれば、上記閉回路内を電流Ifが流れることがなく、スイッチSW14のオン操作に拘わらず、抵抗R5の端点(a)の端子電圧Vaは、第一直流電源81の電源電圧V1のままとなる。
On the other hand, if there is a connection failure between the connectors CN1 and CN2, the current If does not flow in the closed circuit, and the terminal voltage Va at the end point (a) of the resistor R5 is The power supply voltage V1 of the first
以上のことから、アナログスイッチSW14のオン操作に伴う、抵抗R5の端点(a)の端子電圧Vaを、制御装置60にてモニタすることで、コネクタCN1、CN2同士が正しく接続されたいるかどうか、簡単に診断できる。
From the above, whether or not the connectors CN1 and CN2 are correctly connected by monitoring the terminal voltage Va at the end point (a) of the resistor R5 with the ON operation of the analog switch SW14 by the
このような構成であれば、多光軸光電センサUが正常に動作しないときに、その原因が、コネクタCN1、CN2の接続不良に起因するものであれば、上記診断を行うことで、故障原因を直ちにつきとめることが可能となるので、作業者がコネクタの接続状態を目視等で確認する必要がなく、メンテナンス性に優れるものとなる。 With such a configuration, when the multi-optical axis photoelectric sensor U does not operate normally, if the cause is due to poor connection of the connectors CN1 and CN2, the above diagnosis is performed, and the cause of the failure Therefore, it is not necessary for the operator to visually check the connection state of the connector, and the maintainability is excellent.
尚、この実施形態4では、バイアスラインLv、出力ラインLo、信号線Lsを、共通のコネクタCN1、CN2により一括して接続する構成としたが、各ラインLv、Lo、Lsのそれぞれを、専用のコネクタにより個々に接続するなどの変形が可能である。 In the fourth embodiment, the bias line Lv, the output line Lo, and the signal line Ls are collectively connected by the common connectors CN1 and CN2. However, each of the lines Lv, Lo, and Ls is dedicated. It is possible to make modifications such as individual connection with the connector.
尚、この実施形態4では、コネクタCNの接続状態を診断するのに必要となる抵抗R5、抵抗R14、第二直流電源82、制御装置60などの回路要素を、回路ブロックB1と回路ブロックB2の双方に回路ブロックに分けて配置したが、例えば、上記抵抗R5、抵抗R14、第二直流電源82、制御装置60などを各回路ブロックB1、B2ごとに個別に配置しておけば、出力ラインLoの断線の有無を、各回路ブロックB1、B2について個別に診断することも可能となる。
In the fourth embodiment, circuit elements such as the resistor R5, the resistor R14, the second
また、各回路ブロックB1、B2に対するコネクタCN1、CN2の接続方法は、各回路ブロックB1、B2を構成する回路基板に対してコネクタCN1、CN2を直接的に固定する形式のもの、及び各回路ブロックB1、B2の回路基板に対してケーブルを介してコネクタCN1、CN2を接続する形式のもの、双方いずれも適用可能である。 In addition, the method of connecting the connectors CN1 and CN2 to the circuit blocks B1 and B2 is of a type in which the connectors CN1 and CN2 are directly fixed to the circuit board constituting the circuit blocks B1 and B2, and each circuit block. Both of the types in which the connectors CN1 and CN2 are connected to the circuit boards B1 and B2 via cables are applicable.
尚、この実施形態4では、回路ブロックB1、B2として、受光素子PD、それに対応する受光回路、それに対応するアナログスイッチSW、それに対応する信号ラインD、それに対応する出力ラインLoの一部について、これらを4光軸分(すなわち4組分)ひとまとめにしたものを例示しているが、回路ブロックB1、B2の構成は、必ずしも4光軸をひとまとめにする必要はなく、それ以外の複数組、或いは単数組とすることも可能である。また、回路ブロックB1、B2は、これらを一のケーシング(実施形態1の図1参照)20A内に一括的に収容させるような使用形式のもの、及びこれら回路ブロックB1、B2をそれぞれ別のケーシング20A内にて収容する使用形式の双方いずれも実施可能である。尚、一のケーシング20A内に一括して収容する形式とした場合には、当然に、回路ブロックB1、B2の接続個数により、光軸数をケーシング20Aの大きさの範囲内にて増減調整することが可能となり、また、回路ブロックB1、B2をそれぞれ別のケーシング20Aに収容して使用する形式とした場合には、直列的に接続するケーシング20Aの接続段数により、光軸数をケーシング20Aの大きさに関係なく増減調整することが可能となる。
In the fourth embodiment, the circuit blocks B1 and B2 include the light receiving element PD, the corresponding light receiving circuit, the corresponding analog switch SW, the corresponding signal line D, and a part of the corresponding output line Lo. Although these are illustrated as a group of four optical axes (that is, four groups), the configuration of the circuit blocks B1 and B2 does not necessarily have to be a group of four optical axes, and other groups, Alternatively, a single set can be used. Further, the circuit blocks B1 and B2 are used in such a manner that they are collectively accommodated in one casing (see FIG. 1 of the first embodiment) 20A, and the circuit blocks B1 and B2 are respectively separate casings. Both types of use accommodated within 20A can be implemented. In the case where the casing is accommodated in one
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1)上記実施形態では、多光軸光電センサUの一例として、投光素子と受光素子と対応させて配置したいわゆる透過型のものを例示したが、いわゆる反射型とすることも無論可能である。尚、ここでいう、反射型とは、両素子を同じ側に配置する一方、他側に反射体を設置し、投光素子から出射した光の反射光を受光素子にて受光するものである。 (1) In the above embodiment, as an example of the multi-optical axis photoelectric sensor U, a so-called transmissive type arranged corresponding to the light projecting element and the light receiving element is illustrated, but it is of course possible to adopt a so-called reflective type. is there. Here, the reflection type means that both elements are arranged on the same side, while a reflector is installed on the other side, and the reflected light of the light emitted from the light projecting element is received by the light receiving element. .
(2)また、上記実施形態では、本発明の「インピーダンス素子」の一例として抵抗を例示したが、通電操作により、端子電圧に電圧変動を生じさせる素子であれば、適用可能であり、例えば、抵抗に変えてコンデンサなどを使用するなどの変形も回路構成によっては可能である。 (2) Moreover, in the said embodiment, although resistance was illustrated as an example of the "impedance element" of this invention, if it is an element which produces a voltage fluctuation to terminal voltage by electricity supply operation, it is applicable, for example, Variations such as using capacitors instead of resistors are also possible depending on the circuit configuration.
10…投光器
20…受光器(本発明の「多光軸光電センサ用受光器」に相当)
30…投光制御回路
41〜44…受光回路
50…受光制御回路
60…制御装置(本発明の「投光制御手段」、「受光制御手段」、「判別手段」、「断線診断手段」に相当)
70…コンパレータ
81…第一直流電源
82…第二直流電源(本発明の「診断用電源に相当」)
SW1〜SW4…アナログスイッチ(本発明の「信号通過用スイッチング素子」に相当)
SW7…スイッチ(本発明の「診断用スイッチング素子」に相当)
C1〜C4…コンデンサ
D1〜D4…信号ライン
R1〜R4…抵抗
R5…抵抗(本発明の「インピーダンス素子」に相当)
R6…抵抗
Lo…出力ライン
Lv…バイアスライン
U…多光軸光電センサ
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
70:
SW1 to SW4... Analog switch (corresponding to “signal switching element” of the present invention)
SW7... Switch (corresponding to “diagnostic switching element” of the present invention)
C1 to C4 ... Capacitors D1 to D4 ... Signal lines R1 to R4 ... Resistors R5 ... Resistors (corresponding to "impedance element" of the present invention)
R6 ... Resistance Lo ... Output line Lv ... Bias line U ... Multi-optical axis photoelectric sensor
Claims (10)
これら複数の受光素子の出力側に夫々接続され、オンすることを条件に各受光素子から出力される検出信号を通過させる複数の信号通過用スイッチング素子と、
前記複数の信号通過用スイッチング素子を順にオンオフ制御する受光制御手段と、
前記複数の信号通過用スイッチング素子の出力側が共通接続された出力ラインと、
この出力ラインを通じて入力される前記各受光素子の検出信号のレベルに基づいて、各受光素子の遮光状態を判別する判別手段と、を備えてなり、
各受光素子ごとに前記遮光状態を検出するための検出用の受光動作を行って、各受光素子について前記遮光状態を前記判別手段にて判別する多光軸光電センサ用受光器であって、
前記出力ラインと、この出力ライン一端側に診断用スイッチング素子を介して接続された診断用電源と、この出力ライン他端側に設けられたインピーダンス素子とを要素として含む診断用回路と、
前記受光素子の前記検出用の受光動作以外のタイミングにて、前記診断用スイッチング素子をオフ状態からオン状態に切り替えて前記診断用回路を通電させたときの、前記インピーダンス素子の端子電圧のレベルをモニタすることで、前記出力ラインの断線の有無を診断する断線診断手段と、を備えたことを特徴とする多光軸光電センサ用受光器。 A plurality of light receiving elements;
A plurality of signal-passing switching elements that are connected to the output sides of the plurality of light-receiving elements and pass detection signals output from the respective light-receiving elements on condition that they are turned on;
A light receiving control means for sequentially turning on and off the plurality of signal passing switching elements;
An output line in which the output sides of the plurality of signal passing switching elements are connected in common;
Determining means for determining the light shielding state of each light receiving element based on the level of the detection signal of each light receiving element input through this output line;
A light receiver for a multi-optical axis photoelectric sensor that performs a light receiving operation for detection for detecting the light blocking state for each light receiving element, and determines the light blocking state for each light receiving element by the determining unit,
A diagnostic circuit including the output line, a diagnostic power source connected to one end of the output line via a diagnostic switching element, and an impedance element provided on the other end of the output line;
The level of the terminal voltage of the impedance element when the diagnostic switching element is switched from the OFF state to the ON state and the diagnostic circuit is energized at a timing other than the detection light receiving operation of the light receiving element. A multi-axis photoelectric sensor receiver, comprising: a disconnection diagnosis unit that diagnoses whether or not the output line is disconnected by monitoring.
前記断線診断手段は、前記受光素子の前記検出用の受光動作以外のタイミングにて、前記診断用スイッチング素子をオフ状態からオン状態に切り替えて前記診断用回路を通電させたときの、前記インピーダンス素子の端子電圧のレベルをモニタすることで、前記コネクタの接続不良を検出することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の多光軸光電センサ用受光器。 The light receiving element, the corresponding signal passing switching element, and the output line are unitized as one or a plurality of sets as a circuit block, and ends of the output lines included in the unitized circuit block are connected to each other. By electrically connecting with a connector, the light receiving element is a circuit configuration for connecting the light receiving elements in multiple stages,
The disconnection diagnostic means is configured to cause the impedance element when the diagnostic switching element is energized by switching the diagnostic switching element from an OFF state to an ON state at a timing other than the detection light receiving operation of the light receiving element. 5. The multi-optical axis photoelectric sensor receiver according to claim 1, wherein a connection failure of the connector is detected by monitoring a terminal voltage level of the multi-optical axis photoelectric sensor.
これら複数の投光素子から所定のタイミングで順次、光を投光させる投光制御を行う投光制御手段と、
前記複数の投光素子に対応して設けられて光軸を構成すると共に、対応する投光素子の光を受光して検出信号を出力する複数の受光素子と、
これら複数の受光素子の出力側に夫々接続され、オンすることを条件に各受光素子から出力される検出信号を通過させる複数の信号通過用スイッチング素子と、
前記投光素子の投光タイミングに同期させて、前記複数の信号通過用スイッチング素子を順にオンオフ制御する受光制御手段と、
前記複数の信号通過用スイッチング素子の出力側が共通接続された出力ラインと、
この出力ラインを通じて入力される前記各受光素子の検出信号のレベルに基づいて前記光軸の遮光状態を判別する判別手段と、を備えてなり、各光軸ごとに投受光動作を行って各光軸の遮光状態を前記判別手段にて判別する多光軸光電センサであって、
前記出力ラインと、この出力ライン一端側に診断用スイッチング素子を介して接続された診断用電源と、この出力ライン他端側に設けられたインピーダンス素子とを要素として含む診断用回路と、
前記投受光動作以外のタイミングにて、前記診断用スイッチング素子をオフ状態からオン状態に切り替えて前記診断用回路を通電させたときの、前記インピーダンス素子の端子電圧のレベルをモニタすることで、前記出力ラインの断線の有無を診断する断線診断手段と、を備えたことを特徴とする多光軸光電センサ。 A plurality of light emitting elements;
Projection control means for performing projection control for projecting light sequentially at a predetermined timing from the plurality of projection elements;
A plurality of light receiving elements which are provided corresponding to the plurality of light projecting elements to form an optical axis, receive light of the corresponding light projecting elements and output detection signals;
A plurality of signal-passing switching elements that are connected to the output sides of the plurality of light-receiving elements and pass detection signals output from the respective light-receiving elements on condition that they are turned on;
A light receiving control means for controlling on / off of the plurality of signal passing switching elements in order in synchronization with the light projecting timing of the light projecting element;
An output line in which the output sides of the plurality of signal passing switching elements are connected in common;
Discriminating means for discriminating the light shielding state of the optical axis based on the level of the detection signal of each light receiving element input through the output line, and performing light projecting / receiving operation for each optical axis to A multi-optical axis photoelectric sensor for discriminating the shading state of the shaft by the discriminating means,
A diagnostic circuit including the output line, a diagnostic power source connected to one end of the output line via a diagnostic switching element, and an impedance element provided on the other end of the output line;
By monitoring the terminal voltage level of the impedance element when the diagnostic switching element is switched from an off state to an on state and the diagnostic circuit is energized at a timing other than the light projecting / receiving operation, A multi-optical axis photoelectric sensor comprising: a disconnection diagnosis means for diagnosing whether or not the output line is disconnected.
前記断線診断手段は、前記投受光動作以外のタイミングにて、前記診断用スイッチング素子をオフ状態からオン状態に切り替えて前記診断用回路を通電させたときの、前記インピーダンス素子の端子電圧のレベルをモニタすることで、前記コネクタの接続不良を検出することを特徴とする請求項6ないし請求項9のいずれか一項に記載の多光軸光電センサ。 The light receiving element, the corresponding signal passing switching element, and the output line are unitized as a circuit block for one or a plurality of optical axes, and ends of the output lines included in the unitized circuit block Are connected to each other with a connector to make a multi-optical axis circuit configuration.
The disconnection diagnosis means determines the level of the terminal voltage of the impedance element when the diagnosis switching element is switched from an off state to an on state and the diagnosis circuit is energized at a timing other than the light projecting / receiving operation. The multi-optical axis photoelectric sensor according to claim 6, wherein a connection failure of the connector is detected by monitoring.
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