JP6245445B2 - アクチュエータのタクト計測装置及びセンサ信号検知装置 - Google Patents

アクチュエータのタクト計測装置及びセンサ信号検知装置 Download PDF

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Description

本発明は、アクチュエータの可動部が移動区間の一端部から他端部に移動するまでのタクトを計測するアクチュエータのタクト計測装置及びその装置に使用されるセンサ信号検知装置に関する。
生産現場においては、アクチュエータの管理等のために、アクチュエータの可動部が移動区間の一端部から他端部に移動する時間、例えば、ピストンがシリンダ内の移動区間の一端部から他端部に移動する時間を計測する場合がある。この移動時間（作業時間）をタクトタイム又は単にタクトという。
タクトの計測方法としては、例えば、アクチュエータの可動部近傍にリニア変位センサやレーザ変位計のような装置を設置し、可動部の変位を計測する方法が用いられている。また、シリンダの一端部（ピストンの移動区間の一端部）及び他端部（ピストンの移動区間の他端部）にそれぞれ磁気近接センサ（オートスイッチ）を備え、磁気近接センサの出力信号によってシリンダの停止位置確認を行う装置においては、磁気近接センサの出力信号をＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）に出力することによってタクトを計測することが可能である。
特許文献１、特許文献２は、上記計測方法を用いた技術を示している。特許文献１、特許文献２は、アクチュエータの可動部の位置をリミットスイッチや近接センサ等で検知し、その出力信号をＰＬＣのような制御装置に送信することによってタクトを計測する方法を示している。
特開２００５−２４２５２２号公報 特開２０００−１５３４３２号公報
タクトをリニア変位センサやレーザ変位計のような装置を用いて計測するとなると、センサヘッドを特定の場所に設置する必要がある。しかし、アクチュエータ近傍にはセンサヘッドを設置できる十分な空間を確保できない虞がある。
また、既存の磁気近接センサ等の信号を利用する場合はＰＬＣのような制御装置にタクト計測のための新規なプログラムを追加する必要がある。しかし、この種の新規なプログラムの追加をするためには、ライン毎にシステムを把握する必要がある。さらに、ＰＬＣの使用言語毎にプログラムを用意する必要がある。さらに、プログラムを記憶させる記憶部の容量が小さい場合は、記憶部の容量を増やす必要がある。これらを総じて検討し、プログラム追加の準備をする必要がある。その結果、タクト計測のための負荷が増加する。
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、簡素な構成であり且つタクト計測のための負荷を低減できるアクチュエータのタクト計測装置及びその装置に使用されるセンサ信号検知装置を提供することを目的とする。
本発明に係るアクチュエータのタクト計測装置は、アクチュエータの可動部が移動区間の一端部から他端部に移動するまでのタクトを計測するアクチュエータのタクト計測装置であって、アクチュエータに設けられたセンサとは別に検知部及び計測部を備えることを特徴とする。
すなわち、本発明に係るアクチュエータのタクト計測装置において、検知部は、前記可動部が前記移動区間の前記一端部に位置することを前記アクチュエータに設けられた第１センサが検知するに応じて出力される第１出力信号を検知して第１検知信号を出力し、また、前記可動部が前記移動区間の前記他端部に位置することを前記アクチュエータに設けられた第２センサが検知するに応じて出力される第２出力信号を検知して第２検知信号を出力する。計測部は、前記第１検知信号と前記第２検知信号に基づいて、前記可動部が前記移動区間の前記一端部から前記他端部に移動するタクトを計測する。
本発明によれば、アクチュエータの可動部の位置を検知する第１センサ及び第２センサを有する既存のアクチュエータ駆動装置に対して、検知部を設けるのみで、タクトを計測できる。このため、タクトの計測を容易に行うことができる。さらに、検知部はリニア変位センサやレーザ変位計のような大掛かりな装置と比較して省スペースであり且つ装置が簡素である。さらに低コストでタクトの計測が可能である。
また、本発明によれば、既存の第１センサ及び第２センサが出力する出力信号を検知して、アクチュエータの制御部とは別の計測部にてタクトを計測するようにしているため、ＰＬＣのような制御部にタクト計測のためのプログラムを追加する必要がなくなる。このため、プログラム追加のための準備（ライン毎にシステムを把握する、ＰＬＣの使用言語毎にプログラムを用意する、プログラムを記憶させる記憶部の容量を増やす等）が不要になる。したがって、タクト計測の際の負荷が低減する。
本発明に係るアクチュエータのタクト計測装置においては、前記検知部が、第１検知部と第２検知部を備えており、前記第１検知部が、前記第１出力信号を検知して前記第１検知信号を出力する第１出力信号検知部と、前記第１出力信号検知部が出力した前記第１検知信号を前記計測部に出力する第１検知信号出力部と、を備え、前記第２検知部が、前記第２出力信号を検知して前記第２検知信号を出力する第２出力信号検知部と、前記第２出力信号検知部が出力した前記第２検知信号を前記計測部に出力する第２検知信号出力部と、を備えていてもよい。検知部を第１検知部と第２検知部に分ければ、個々の第１検知部、第２検知部を小型にすることが可能になる。このためさらに省スペースになる。
本発明に係るアクチュエータのタクト計測装置においては、前記第１検知部が、前記第１出力信号検知部を前記アクチュエータに設けられた前記第１センサに着脱可能に取り付ける第１連結部を備え、前記第２検知部が、前記第２出力信号検知部を前記アクチュエータに設けられた前記第２センサに着脱可能に取り付ける第２連結部を備えていてもよい。第１検知部及び第２検知部が着脱可能であれば、アクチュエータを稼働させる際に、第１検知部及び第２検知部をアクチュエータから取り外すことができる。このため、アクチュエータの回りのスペースが狭まることを防ぐことができる。
本発明に係るアクチュエータのタクト計測装置においては、前記第１検知部が、前記アクチュエータに設けられた前記第１センサに対する取り付け方向を示す目印を備え、前記第２検知部が、前記アクチュエータに設けられた前記第２センサに対する取り付け方向を示す目印を備えていてもよい。第１、第２検知部が取り付け方向を示す目印を有していれば、取り付けの際の作業が容易になる。
本発明に係るアクチュエータのタクト計測装置においては、前記第１連結部が、前記アクチュエータに設けられた前記第１センサを把持する第１把持部を備え、前記第２連結部が、前記アクチュエータに設けられた前記第２センサを把持する第２把持部を備えていてもよい。第１、第２把持部は構造が簡素である。また、第１、第２把持部を用いれば、アクチュエータに設けられた第１、第２センサに対する第１、第２検知部の取り付け作業及び位置決め作業が容易になる。
本発明に係るアクチュエータのタクト計測装置においては、前記第１連結部が、前記アクチュエータに設けられた前記第１センサに嵌められる第１突起を備え、前記第２連結部が、前記アクチュエータに設けられた前記第２センサに嵌められる第２突起を備えていてもよい。第１、第２突起は構造が簡素である。また、第１、第２突起を用いれば、アクチュエータに設けられた第１、第２センサに対する第１、第２検知部の取り付け作業及び位置決め作業が容易になる。
本発明に係るアクチュエータのタクト計測装置においては、前記第１連結部が、前記アクチュエータに設けられた前記第１センサに貼り付けられる第１粘着剤を備え、前記第２連結部が、前記アクチュエータに設けられた前記第２センサに貼り付けられる第２粘着剤を備えていてもよい。第１、第２粘着剤は構造が簡素である。また、第１、第２粘着剤を用いれば、アクチュエータに設けられた第１、第２センサに対する第１、第２検知部の取り付けが容易になる。
本発明に係るセンサ信号検知装置は、センサが出力する信号を検知して検知信号を出力する出力信号検知部と、前記出力信号検知部が出力した前記検知信号を外部に出力する検知信号出力部と、前記出力信号検知部を前記センサに着脱可能に取り付ける連結部と、を備えることを特徴とする。
本発明に係るセンサ信号検知装置において、前記センサに対する取り付け方向を示す目印を備えていてもよい。また、前記連結部が、前記センサを把持する把持部を備えていてもよいし、前記センサに嵌められる突起を備えていてもよいし、前記センサに貼り付けられる粘着剤を備えていてもよい。
本発明によれば、アクチュエータの可動部の位置を検知する第１センサ及び第２センサを有する既存のアクチュエータ駆動装置に対して、検知部（第１検知部及び第２検知部、すなわちセンサ信号検知装置）を設けるのみで、タクトを計測できる。このため、タクトの計測を容易に行うことができる。さらに、検知部はリニア変位センサやレーザ変位計のような大掛かりな装置と比較して省スペースであり且つ装置が簡素である。さらに低コストでタクトの計測が可能である。
また、本発明によれば、既存の第１センサ及び第２センサが出力する出力信号を検知して、アクチュエータの制御部とは別の計測部にてタクトを計測するようにしているため、ＰＬＣのような制御部にタクト計測のためのプログラムを追加する必要がなくなる。このため、プログラム追加のための準備（ライン毎にシステムを把握する、ＰＬＣの使用言語毎にプログラムを用意する、プログラムを記憶させる記憶部の容量を増やす等）が不要になる。したがって、タクト計測の際の負荷が低減する。
図１は、第１の実施形態に係るアクチュエータのタクト計測装置をアクチュエータ駆動装置に設けた構成を示すブロック図である。 図２は、図１に示す第１検知部の内部構成を示す回路図である。 図３は、図１に示す第１検知部の外観を示す斜視図である。 図４Ａ〜図４Ｅは、図１に示す第１検知部の詳細説明図であって、図４Ａは、第１検知部の正面図、図４Ｂは、第１検知部の平面図、図４Ｃは、第１検知部の底面図、図４Ｄは、第１検知部の左側面図、図４Ｅは、第１検知部の右側面図である。 図５は、アクチュエータ駆動装置に用いられる第１センサに図４Ａ〜図４Ｅに示す第１検知部を取り付けた構成を示す正面図である。 図６は、アクチュエータ駆動装置を構成するピストンの動作に伴う第１センサの第１出力信号（発光信号）及び第２センサの第２出力信号（発光信号）の変化と、第１検知部の第１検知信号及び第２検知部の第２検知信号のオンオフ状態を示す説明図である。 図７は、図１に示す第１検知部の変形例の外観を示す斜視図である。 図８Ａ〜図８Ｅは、図７に示す第１検知部の詳細説明図であって、図８Ａは、第１検知部の正面図、図８Ｂは、第１検知部の平面図、図８Ｃは、第１検知部の底面図、図８Ｄは、第１検知部の左側面図、図８Ｅは、第１検知部の右側面図である。 図９は、アクチュエータ駆動装置に用いられる第１センサに図８Ａ〜図８Ｅに示す第１検知部を取り付けた構成を示す正面図である。 図１０は、図１に示す第１検知部のさらなる変形例の外観を示す斜視図である。 図１１Ａ〜図１１Ｅは、図１０に示す第１検知部の詳細説明図であって、図１１Ａは、第１検知部の正面図、図１１Ｂは、第１検知部の平面図、図１１Ｃは、第１検知部の底面図、図１１Ｄは、第１検知部の左側面図、図１１Ｅは、第１検知部の右側面図である。 図１２は、アクチュエータ駆動装置に用いられる第１センサに図１１Ａ〜図１１Ｅに示す第１検知部を取り付けた構成を示す正面図である。 図１３は、第２の実施形態に係るアクチュエータのタクト計測装置をアクチュエータ駆動装置に設けた構成を示すブロック図である。 図１４Ａは、アクチュエータ駆動装置に用いられる第１センサの信号線のみに図１３に示す第１検知部を取り付けた構成を示す拡大図であり、図１４Ｂは、アクチュエータ駆動装置に用いられる第１センサの信号線と電源＋線に図１３に示す第１検知部を取り付けた構成を示す拡大図であり、図１４Ｃは、アクチュエータ駆動装置に用いられる第１センサの電源−線のみに図１３に示す第１検知部を取り付けた構成を示す拡大図である。 図１５は、図１３に示す第１検知部の内部構成を示す回路図である。 図１６は、第３の実施形態に係るアクチュエータのタクト計測装置をアクチュエータ駆動装置に設けた構成を示すブロック図である。 図１７は、画像処理を用いたタクト計測の流れをブロック化して示すブロック図である。 図１８は、サンプリング画像を示す図である。
本発明に係るアクチュエータのタクト計測装置及びセンサ信号検知装置の好適な実施形態について、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係るアクチュエータのタクト計測装置（以下、単にタクト計測装置ともいう）５０をアクチュエータ駆動装置１０に設けた構成を示すブロック図である。
＜アクチュエータ駆動装置１０の構成＞
図１に示すように、アクチュエータ駆動装置１０は、流体圧シリンダ等のアクチュエータ１２と、アクチュエータ１２に供給又は排出される圧力流体の方向を切り換える方向切換弁１４と、方向切換弁１４の弁位置を切り換えることによってアクチュエータ１２の動作を制御するＰＬＣ等の制御部１６と、を備える。
アクチュエータ１２の内部にはピストンロッド１８に連結されたピストン２０が設けられる。ピストン２０はアクチュエータ１２内に形成された移動区間の一端部１２ａと他端部１２ｂとの間を摺動自在である。一端部１２ａ側のシリンダ内壁とピストン２０によって一端部側圧力室１２ｃが形成され、他端部１２ｂ側のシリンダ内壁とピストン２０によって他端部側圧力室１２ｄが形成される。ピストン２０には環状のマグネット２２が設けられる。一端部１２ａ側のアクチュエータ１２の外周面には第１センサ２４が設けられ、他端部１２ｂ側のアクチュエータ１２の外周面には第２センサ２６が設けられる。
第１センサ２４及び第２センサ２６は、マグネット２２の磁気を検知する磁気近接スイッチ（オートスイッチともいう）を備える。第１センサ２４は、発光体（例えばＬＥＤ）２８を備え、磁気検知領域内にマグネット２２が位置すると、その磁気を検知して制御部１６に信号を送信すると共に、発光体２８を点灯させて発光する。同様に、第２センサ２６は、発光体２８と同様の発光体３０を備え、磁気検知領域内にマグネット２２が位置すると、その磁気を検知して制御部１６に信号を送信すると共に、発光体３０を点灯させて発光する。なお、本実施形態において、発光体２８、３０は、２つの発光体、すなわち第１の光（例えば緑色光）を発光する発光体と、第２の光（例えば赤色光）を発光する発光体をそれぞれ備えている。第１センサ２４及び第２センサ２６は、ピストン２０に設けられたマグネット２２が磁気検知領域の中心及び中心近傍に位置するときに第１の光（緑色光）を発する発光体２８、３０を点灯させて発光し、磁気検知領域の中心及び中心近傍以外に位置するときに第２の光（赤色光）を発する発光体２８、３０を点灯させて発光する。
方向切換弁１４は４方向５ポート３位置電磁弁である。方向切換弁１４には、ソレノイド３２、３４が設けられる。ソレノイド３２が励磁された場合に方向切換弁１４は弁位置１４ａに切り換わる。弁位置１４ａに切り換わると、流体圧源３６から供給される圧力流体が一端部側圧力室１２ｃに供給されると共に、他端部側圧力室１２ｄから排出される圧力流体がサイレンサ３８を介して外部に排出される。ソレノイド３４が励磁された場合に方向切換弁１４は、弁位置１４ｃに切り換わる。弁位置１４ｃに切り換わると、流体圧源３６から供給される圧力流体が他端部側圧力室１２ｄに供給されると共に、一端部側圧力室１２ｃから排出される圧力流体がサイレンサ３８を介して外部に排出される。また、ソレノイド３２、３４が励磁されない場合に、図示されたコイルスプリングの弾発力の作用下に方向切換弁１４は弁位置１４ｂに切り換わる。弁位置１４ｂに切り換わると、一端部側圧力室１２ｃ及び他端部側圧力室１２ｄは流体圧源３６及び外部から遮断される。
制御部１６は、第１センサ２４及び第２センサ２６から送信される出力信号を受信し、また、ソレノイド３２、３４に励磁信号を送信する。第１センサ２４及び第２センサ２６から送信される出力信号は種々の目的で使用される。例えば、ピストン２０の位置確認（縮端位置及び伸端位置の確認）に用いられる。
＜タクト計測装置５０の構成＞
図１に示すように、タクト計測装置５０は、第１センサ２４に着脱可能に取り付けられる第１検知部５２と、第２センサ２６に着脱可能に取り付けられる第２検知部５４と、第１検知部５２の検知信号と第２検知部５４の検知信号を監視する計測部５６とを備える。第１検知部５２と第２検知部５４は、センサ信号検知装置に相当する。
第１検知部５２は、アクチュエータ１２に設けられた第１センサ２４の発光体２８が出力する第１出力信号（発光信号）を検知して第１検知信号を出力する第１出力信号検知部６０と、第１出力信号検知部６０が出力した第１検知信号を計測部５６に出力する第１検知信号出力部６２と、第１出力信号検知部６０をアクチュエータ１２に設けられた第１センサ２４に着脱可能に取り付ける第１連結部６４とを備える。
同様に、第２検知部５４は、アクチュエータ１２に設けられた第２センサ２６の発光体３０が出力する第２出力信号（発光信号）を検知して第２検知信号を出力する第２出力信号検知部６６と、第２出力信号検知部６６が出力した第２検知信号を計測部５６に出力する第２検知信号出力部６８と、第２出力信号検知部６６をアクチュエータ１２に設けられた第２センサ２６に着脱可能に取り付ける第２連結部７０とを備える。
計測部５６は、第１検知部５２が出力する第１検知信号と第２検知部５４が出力する第２検知信号を受信し、第１、第２検知信号に基づいて、アクチュエータ１２のピストン２０が移動区間の一端部１２ａから他端部１２ｂに移動する時間を計測する。具体的には、第１検知信号がオンからオフに切り換わってから、第２検知信号がオフからオンに切り換わるまでの時間を計測する。勿論、ピストン２０が移動区間の他端部１２ｂから一端部１２ａに移動する時間も計測できる。計測部５６は、計測した時間を表示部５６ａに表示する。また、計測部５６は、ピストン２０の移動距離をパラメータとして入力できる機能を備えており、この移動距離と計測した時間とを用いて、ピストン２０の平均移動速度を演算し、表示部５６ａに表示する。
以下で、図２〜図５を用いて第１検知部５２の内部構成及び外部構成を説明する。なお、第１検知部５２と第２検知部５４は内部構成及び外部構成が同じであるため、第２検知部５４の内部構成及び外部構成の説明は省略する。
図２は、図１に示す第１検知部５２の内部構成を示す回路図であり、特に第１出力信号検知部６０及び第１検知信号出力部６２を示す。第１出力信号検知部６０は光検知器としてフォトダイオードを備える。第１検知信号出力部６２は第１出力信号検知部６０を含むコンパレータ回路を備える。第１出力信号検知部６０のフォトダイオードが、第１センサ２４の発光体２８から出力された発光信号を検知すると、コンパレータ回路のＶｉｎが上昇し、Ｖｒｅｆを超えた時点でＶｏｕｔが切り換わる。図２に示す回路の場合、フォトダイオードが発光信号を検知すると、ＶｏｕｔがＨｉｇｈ、すなわちオフからＬｏｗ、すなわちオンに切り換わる。このＶｏｕｔが検知信号として計測部５６に出力される。
図３は、図１に示す第１検知部５２の外観を示す斜視図である。図４Ａ〜図４Ｅは、図１に示す第１検知部５２の詳細説明図であって、図４Ａは、第１検知部５２の正面図、図４Ｂは、第１検知部５２の平面図、図４Ｃは、第１検知部５２の底面図、図４Ｄは、第１検知部５２の左側面図、図４Ｅは、第１検知部５２の右側面図である。図５は、アクチュエータ駆動装置１０に用いられる第１センサ２４に図４Ａ〜図４Ｅに示す第１検知部５２を取り付けた構成を示す正面図である。第１検知部５２は、図２に示す回路を内部に収容する外装部７２を備える。外装部７２の上部には、蓋体７２ａがネジ７２ｂにて取り付けられている。外装部７２は、正面及び背面から見て凹形状である。外装部７２の右側面側からは、図１に示す第１検知信号出力部６２と計測部５６とを接続するリード線７４が引き出される。外装部７２の底面側であって、第１センサ２４の光の出射窓と対向する位置には、第１出力信号検知部（フォトダイオード）６０に光を取り入れる入射窓７６が形成される。
外装部７２の両側面側には、第１連結部６４に相当する把持部７８、８０が形成される。把持部７８と把持部８０の内側の間隔は、第１センサ２４の長手方向に沿う外形の長さとほぼ同じである。把持部７８、８０には、周回する溝部７８ａ、８０ａが形成されており、一方の溝部７８ａにはゴム製のブッシュ８２が装着される。ブッシュ８２は溝部７８ａに対して着脱可能である。第１検知部５２を第１センサ２４に取り付けたときに、ブッシュ８２は、把持部７８と第１センサ２４との間の僅かな隙間を部分的に埋める役割を担い、また、滑り止めの役割を担う。結果として、把持部７８、８０は外れることなく第１センサ２４を把持することになる。このような第１連結部６４（把持部７８、８０、ブッシュ８２）によって、第１検知部５２が第１センサ２４に対して着脱可能になる。
また、ブッシュ８２は、第１センサ２４に対する第１検知部５２の取り付け方向を示す目印の役割も担う。ブッシュ８２の有無によって把持部７８と把持部８０の違いを識別できるため、第１センサ２４に対する第１検知部５２の取り付け方向を把握することができる。
また、把持部７８と把持部８０の内側の間隔と、第１センサ２４の長手方向に沿う外形の長さがほぼ同じであるため、第１検知部５２を第１センサ２４に取り付ける際に、正確な位置合わせをすることなく、簡単に取り付けられる。
＜タクト計測の流れ＞
次に、図１、図６を用いてタクト計測の流れを説明する。ここでは、図１に示すアクチュエータ１２のピストン２０を一端部１２ａから他端部１２ｂに移動させたときのタクトを計測するものとして説明する。
図６は、アクチュエータ駆動装置１０を構成するピストン２０の動作に伴う第１センサ２４の第１出力信号（発光信号）及び第２センサ２６の第２出力信号（発光信号）の変化と、第１検知部５２の第１検知信号及び第２検知部５４の第２検知信号のオンオフ状態を示す説明図である。
図６の時点Ｔ０で、ピストン２０は一端部１２ａに位置する。このとき、ピストン２０のマグネット２２は、第１センサ２４の磁気検知領域の中心（又は中心近傍）に位置しているため、第１センサ２４の発光体２８は緑色光を発する。この緑色光は第１出力信号検知部６０で受光され、第１検知信号出力部６２を介して計測部５６に送信される。第２センサ２６の発光体３０は発光しない。この時点Ｔ０では、第１検知部５２の第１検知信号はオンであり、第２検知部５４の第２検知信号はオフである。
時点Ｔ０を起点として、制御部１６からソレノイド３２に励磁信号が送信されると、方向切換弁１４が弁位置１４ａに切り換わり、流体圧源３６からアクチュエータ１２の一端部側圧力室１２ｃに圧力流体が供給されると共に、アクチュエータ１２の他端部側圧力室１２ｄから圧力流体が排出される。すると、ピストン２０が一端部１２ａから他端部１２ｂの方向に移動し始める。
図６の時点Ｔ１で、ピストン２０は一端部１２ａの近傍に位置する。このとき、ピストン２０のマグネット２２は、第１センサ２４の磁気検知領域内に位置するものの中心近傍以外に位置しているため、第１センサ２４の発光体２８は赤色光を発する。この赤色光は第１出力信号検知部６０で受光され、第１検知信号出力部６２を介して計測部５６に送信される。第２センサ２６の発光体３０は発光しない。この時点Ｔ１では、第１検知部５２の第１検知信号はオンのままであり、第２検知部５４の第２検知信号はオフのままである。
図６の時点Ｔ２で、ピストン２０は一端部１２ａからある程度移動している。このとき、ピストン２０のマグネット２２は、第１センサ２４の磁気検知領域外に位置しているため、第１センサ２４の発光体２８は第２センサ２６の発光体３０と共に発光しなくなる。つまり時点Ｔ２になったときに、第１センサ２４の第１出力信号（発光信号）はオンからオフに切り換わる。すると、第１検知部５２の第１検知信号はオンからオフに切り換わる。計測部５６は、第１検知信号がオンからオフに切り換わったことをトリガとしてタクトの計測を開始する。
図６の時点Ｔｎ−１で、ピストン２０は他端部１２ｂにある程度接近しているが、まだ第２センサ２６の磁気検知領域外に位置している。時点Ｔｎ−１で、第１センサ２４の発光体２８と第２センサ２６の発光体３０は共に発光しない。また、第１検知部５２の第１検知信号と第２検知部５４の第２検知信号は共にオフのままである。
図６の時点Ｔｎで、ピストン２０は他端部１２ｂ側の近傍まで移動している。このとき、ピストン２０のマグネット２２は、第２センサ２６の磁気検知領域内に位置するものの中心近傍以外に位置しているため、第２センサ２６の発光体３０は赤色光を発する。つまり時点Ｔｎになったときに、第２センサ２６の第２出力信号（発光信号）はオフからオンに切り換わる。この赤色光は第２出力信号検知部６６で受光され、第２検知信号出力部６８を介して計測部５６に送信される。つまり、第２検知部５４の第２検知信号はオフからオンに切り換わる。計測部５６は、第２検知信号がオフからオンに切り換わったことをトリガとしてタクトの計測を終了する。
計測部５６は、タクトの計測を開始した時点Ｔ２からタクトの計測を終了した時点Ｔｎまでの時間を演算し、その演算結果をタクトタイムとして表示部５６ａに表示する。また、計測部５６は、演算したタクトタイムとパラメータとして入力されたピストン２０の移動距離とを用いてピストン２０の平均移動速度を演算し、その演算結果も表示部５６ａに表示可能である。
図６の時点Ｔｎ＋１で、ピストン２０は他端部１２ｂに達する。このとき、ピストン２０のマグネット２２は、第２センサ２６の磁気検知領域の中心（又は中心近傍）に位置しているため、第２センサ２６の発光体３０は緑色光を発する。この緑色光は第２出力信号検知部６６で受光され、第２検知信号出力部６８を介して計測部５６に送信される。第１センサ２４の発光体２８は発光しない。この時点Ｔｎ＋１では、第１検知部５２の第１検知信号はオフであり、第２検知部５４の第２検知信号はオンである。
＜変形例１＞
図３〜図５で示す外装部７２の変形例を図７〜図９で示す。図７は、図１に示す第１検知部５２の変形例の外観を示す斜視図である。図８Ａ〜図８Ｅは、図７に示す第１検知部５２の詳細説明図であって、図８Ａは、第１検知部５２の正面図、図８Ｂは、第１検知部５２の平面図、図８Ｃは、第１検知部５２の底面図、図８Ｄは、第１検知部５２の左側面図、図８Ｅは、第１検知部５２の右側面図である。図９は、アクチュエータ駆動装置１０に用いられる第１センサ２４に図８Ａ〜図８Ｅに示す第１検知部５２を取り付けた構成を示す正面図である。なお、以下で説明する外装部８４のうち、外装部７２と同じ部分については同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
第１検知部５２は、図２に示す回路を内部に収容する外装部８４を備える。外装部８４の上部には、蓋体８４ａがネジ８４ｂにて取り付けられている。
外装部８４の右側面側からは、図１に示す第１検知信号出力部６２と計測部５６とを接続するリード線７４が引き出される。一方、外装部８４の左側面側には、第１連結部６４に相当するフランジ８８とネジ９０とナット９２が設けられる。ネジ９０は、底面側からフランジ８８及びナット９２にねじ込まれる。図９に示すように、ネジ９０の頭部９０ａは突起状になっており、第１センサ２４に形成された孔２４ａに嵌められる。このような第１連結部６４（フランジ８８、ネジ９０、ナット９２）によって、第１検知部５２が第１センサ２４に対して着脱可能になる。
また、第１連結部６４は、第１センサ２４に対する第１検知部５２の取り付け方向を示す目印の役割も担う。第１連結部６４の有無によって第１センサ２４に対する第１検知部５２の取り付け方向を把握することができる。
また、第１連結部６４のネジ９０の頭部９０ａを、予め位置が決まっている第１センサ２４の孔２４ａに嵌めるため、第１検知部５２を第１センサ２４に取り付ける際に、正確な位置合わせをすることなく、簡単に取り付けられる。
＜変形例２＞
図３〜図５で示す外装部７２の更なる変形例を図１０〜図１２で示す。図１０は、図１に示す第１検知部５２のさらなる変形例の外観を示す斜視図である。図１１Ａ〜図１１Ｅは、図１０に示す第１検知部５２の詳細説明図であって、図１１Ａは、第１検知部５２の正面図、図１１Ｂは、第１検知部５２の平面図、図１１Ｃは、第１検知部５２の底面図、図１１Ｄは、第１検知部５２の左側面図、図１１Ｅは、第１検知部５２の右側面図である。図１２は、アクチュエータ駆動装置１０に用いられる第１センサ２４に図１１Ａ〜図１１Ｅに示す第１検知部５２を取り付けた構成を示す正面図である。なお、以下で説明する外装部９４のうち、外装部７２と同じ部分については同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
第１検知部５２は、図２に示す回路を内部に収容する外装部９４を備える。外装部９４の上部には、蓋体９４ａがネジ９４ｂにて取り付けられている。
外装部９４の底面であって入射窓７６を除く部分には、第１連結部６４に相当する粘着剤９６が設けられる。粘着剤９６は、ゲル状の糊やシート材からなる。粘着剤９６はアクチュエータ１２に設けられた第１センサ２４の外周面に貼り付けられる。このような第１連結部６４（粘着剤９６）によって、第１検知部５２が第１センサ２４に対して着脱可能になる。
＜第１の実施形態の効果＞
本発明によれば、アクチュエータ１２のピストン２０の位置を検知する第１センサ２４及び第２センサ２６を有する既存のアクチュエータ駆動装置１０に対して、検知部（第１検知部５２及び第２検知部５４、すなわちセンサ信号検知装置）を設けるのみで、タクトを計測できる。このため、タクトの計測を容易に行うことができる。さらに、検知部（第１検知部５２及び第２検知部５４）はリニア変位センサやレーザ変位計のような大掛かりな装置と比較して省スペースであり且つ装置が簡素である。さらに低コストでタクトの計測が可能である。
また、第１の実施形態によれば、既存の第１センサ２４及び第２センサ２６が出力する出力信号（発光信号）を検知して、アクチュエータ駆動装置１０の制御部１６とは別の計測部５６にてタクトを計測するようにしているため、ＰＬＣのような制御部１６にタクト計測のためのプログラムを追加する必要がなくなる。このため、プログラム追加のための準備（ライン毎にシステムを把握する、ＰＬＣの使用言語毎にプログラムを用意する、プログラムを記憶させる記憶部の容量を増やす等）が不要になる。したがって、タクト計測の際の負荷が低減する。
また、第１検知部５２及び第２検知部５４はアクチュエータ１２に対して着脱可能である。アクチュエータ１２を稼働させる際に、第１検知部５２及び第２検知部５４をアクチュエータ１２から取り外すことができる。このため、アクチュエータ１２の回りのスペースが狭まることを防ぐことができる。
［第２の実施形態］
図１３は、第２の実施形態に係るアクチュエータ１２のタクト計測装置１００をアクチュエータ駆動装置１０に設けた構成を示すブロック図である。図１４Ａは、アクチュエータ駆動装置１０に用いられる第１センサ２４の信号線２５のみに図１３に示す第１検知部１０２を取り付けた構成を示す拡大図であり、図１４Ｂは、アクチュエータ駆動装置１０に用いられる第１センサ２４の信号線２５と電源＋線に図１３に示す第１検知部１０２を取り付けた構成を示す拡大図であり、図１４Ｃは、アクチュエータ駆動装置１０に用いられる第１センサ２４の電源−線のみに図１３に示す第１検知部１０２を取り付けた構成を示す拡大図である。
＜タクト計測装置１００の構成＞
図１３に示すように、アクチュエータ１２のタクト計測装置１００は、第１センサ２４と制御部１６とを接続する信号線２５に着脱可能に取り付けられる第１検知部１０２と、第２センサ２６と制御部１６とを接続する信号線２７に着脱可能に取り付けられる第２検知部１０４と、第１検知部１０２の検知信号と第２検知部１０４の検知信号を監視する計測部１０６とを備える。
第１検知部１０２はクランプメータである。第１検知部（クランプメータ）１０２は、信号線２５を挟み、第１センサ２４が出力する第１出力信号を検知して第１検知信号を出力する第１出力信号検知部１０８と、第１出力信号検知部１０８が出力した第１検知信号を計測部１０６に出力する第１検知信号出力部１１０とを備える。
同様に、第２検知部１０４もクランプメータである。第２検知部（クランプメータ）１０４は、信号線２７を挟み、第２センサ２６が出力する第２出力信号を検知して第２検知信号を出力する第２出力信号検知部１１２と、第２出力信号検知部１１２が出力した第２検知信号を計測部１０６に出力する第２検知信号出力部１１４とを備える。
なお、第１検知部（クランプメータ）１０２を使用する際には、図１４Ａに示すように、第１出力信号検知部１０８で信号線２５のみを挟み、他の配線（電源＋線、電源−線）を挟まないようにする。但し、図１４Ｂ、図１４Ｃに示すように、電源−線のみを挟むこと、信号線２５と電源＋線を同時に挟むことによっても検知可能である。同様に、第２検知部（クランプメータ）１０４を使用する際には、図１４Ａに示すように、第２出力信号検知部１１２で信号線２７のみを挟み、他の配線（電源＋線、電源−線）を挟まないようにする。但し、図１４Ｂ、図１４Ｃに示すように、電源−線のみを挟むこと、信号線２７と電源＋線を同時に挟むことによっても検知可能である。
計測部１０６は、第１検知部１０２が出力する第１検知信号と第２検知部１０４が出力する第２検知信号を受信し、第１、第２検知信号に基づいて、アクチュエータ１２のピストン２０が移動区間の一端部１２ａから他端部１２ｂに移動する時間を計測する。具体的には、第１検知信号がオンからオフに切り換わってから、第２検知信号がオフからオンに切り換わるまでの時間を計測する。勿論、ピストン２０が移動区間の他端部１２ｂ側から一端部１２ａ側に移動する時間も計測できる。計測部１０６は、計測した時間を表示部１０６ａに表示する。また、計測部１０６は、演算したタクトタイムとパラメータとして入力されたピストン２０の移動距離とを用いてピストン２０の平均移動速度を演算し、その演算結果も表示部１０６ａに表示可能である。
以下で、図１５を用いて第１検知部１０２の内部構成を説明する。なお、第１検知部１０２と第２検知部１０４は内部構成が同じであるため、第２検知部１０４の内部構成の詳細な説明は省略する。
図１５は、図１３に示す第１検知部１０２の内部構成を示す回路図であり、特に、第１出力信号検知部１０８及び第１検知信号出力部１１０を示す。第１出力信号検知部１０８は鉄心とコイルからなるクランプを備える。第１検知信号出力部１１０は第１出力信号検知部１０８を含むコンパレータ回路を備える。第１出力信号検知部１０８が、第１センサ２４から信号線２５に出力された出力信号を検知すると、コンパレータ回路のＶｉｎが上昇し、Ｖｒｅｆを超えた時点でＶｏｕｔが切り換わる。図１５に示す回路の場合、クランプが信号線２５を流れる出力信号を検知すると、ＶｏｕｔがＨｉｇｈ、すなわちオフからＬｏｗ、すなわちオンに切り換わる。このＶｏｕｔが検知信号として計測部１０６に出力される。
タクト計測の流れは第１の実施形態と実質的に同じである。
第２の実施形態も第１の実施形態と同じ効果を得られる。すなわち、タクトの計測が容易に行える、タクト計測の際の負荷が低減する、装置が省スペースであり且つ装置が簡素である、低コストでタクトの計測が可能である、アクチュエータ１２の稼働に支障をきたすことがない、といった効果を得られる。
［第３の実施形態］
図１６は、第３の実施形態に係るアクチュエータ１２のタクト計測装置１２０をアクチュエータ駆動装置１０に設けた構成を示すブロック図である。
＜タクト計測装置１２０の構成＞
図１６に示すように、アクチュエータ１２のタクト計測装置１２０は、アクチュエータ１２の近傍に取り付けられる検知部１２２と、検知部１２２の検知信号を監視する計測部１２４とを備える。
検知部１２２は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサを備えたカメラからなり、アクチュエータ１２に設けられた第１センサ２４及び第２センサ２６を撮像し、第１センサ２４の発光体２８が出力する第１出力信号（発光信号）と第２センサ２６の発光体３０が出力する第２出力信号（発光信号）を撮影して検知信号（画像信号）を出力する。
計測部１２４は、検知部１２２が出力する検知信号（画像信号）を受信し、検知信号（画像信号）に基づいて、アクチュエータ１２のピストン２０が移動区間の一端部１２ａ側から他端部１２ｂ側に移動する時間を計測する。具体的には、第１センサ２４の発光体２８が出力する発光信号がオンからオフに切り換わってから、第２センサ２６の発光体３０が出力する発光信号がオフからオンに切り換わるまでの時間を計測する。勿論、ピストン２０が移動区間の他端部１２ｂ側から一端部１２ａ側に移動する時間も計測できる。計測部１２４は、計測した時間を表示部１２４ａに表示する。また、計測部１２４は、演算したタクトタイムとパラメータとして入力されたピストン２０の移動距離とを用いてピストン２０の平均移動速度を演算し、その演算結果も表示部１２４ａに表示可能である。
計測部１２４としては、画像処理装置を使用できる。この場合、画像処理装置には、検知部１２２から出力された画像信号に基づいて画像を作成するためのソフトウェアと、作成された画像の中から第１センサ２４の発光体２８と第２センサ２６の発光体３０とを認識するためのソフトウェアと、発光体２８が出力する発光信号の変化と発光体３０が出力する発光信号の変化を判別するためのソフトウェアがインストールされる。
＜画像処理によるタクト計測の流れ＞
タクト計測の流れは第１の実施形態と実質的に同じである。但し、第３の実施形態では、タクト計測の前に予め画像処理が行われる。
図１７は、画像処理を用いたタクト計測の流れをブロック化して示すブロック図である。ステップＳ１〜ステップＳ３がタクトを計測する前に予め行われる画像処理であり、ステップＳ４がタクトを計測する処理である。
ステップＳ１において、検知部（カメラ）１２２によって第１センサ２４及び第２センサ２６を含む撮像エリア１３０が撮影される。検知部（カメラ）１２２で生成された画像信号は計測部（画像処理装置）１２４に送信される。ステップＳ２において、計測部（画像処理装置）１２４内では、画像信号を基にして予め設定されるサンプリング時間ΔＴ（＝１／ｆｒａｍｅ）にてサンプリングが行われ、図１８に示すようなサンプリング時間ΔＴの画像１３２が生成される。ステップＳ３にて、生成された画像１３２は計測部（画像処理装置）１２４の表示部１２４ａに表示される。このとき、認識エリア情報が入力されて、画像１３２内の第１センサ２４の発光体２８を含むエリアが認識エリア１３４として指定され、画像１３２内の第２センサ２６の発光体３０を含むエリアが認識エリア１３６として指定される。検知部（カメラ）１２２による撮像エリア１３０の撮影と、サンプリング時間ΔＴの画像１３２の生成は次のステップＳ４でも行われる。
次にステップＳ４において、タクトの計測が行われる。ピストン２０が一端部１２ａから移動し始め、マグネット２２が第１センサ２４の磁気検知領域内から磁気検知領域外まで移動すると、第１センサ２４の発光体２８が発光する状態から発光しない状態に変化する。これは図６に示す時点Ｔ２の状態である。計測部１２４は、認識エリア１３４内にある第１センサ２４の発光体２８が発光する状態から発光しない状態に変化したことを判別し、その変化をトリガとしてタクトの計測を開始する。
ピストン２０が他端部１２ｂに接近し、マグネット２２が第２センサ２６の磁気検知領域外から磁気検知領域内に移動すると、第２センサ２６の発光体３０が発光しない状態から発光する状態に変化する。これは図６に示す時点Ｔｎの状態である。計測部１２４は、認識エリア１３６内にある第２センサ２６の発光体３０が発光しない状態から発光する状態に変化したことを判別し、その変化をトリガとしてタクトの計測を終了する。
そして、ステップＳ５において、計測部１２４は、タクトの計測を開始した時点Ｔ２からタクト計測を終了したＴｎまでの時間を演算し、その演算結果をタクトとして表示部１２４ａに表示する。また、計測部１２４は、演算したタクトタイムとパラメータとして入力されたピストン２０の移動距離とを用いてピストン２０の平均移動速度を演算し、その演算結果も表示部１２４ａに表示可能である。
第３の実施形態も第１の実施形態と同じ効果を得られる。すなわち、タクト計測の際の負荷が低減する、といった効果を得られる。
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
１２…アクチュエータ ２０…ピストン
２４…第１センサ ２６…第２センサ
２８、３０…発光部 ５０、１００、１２０…タクト計測装置
５２、１０２…第１検知部 ５４、１０４…第２検知部
５６…計測部 ６０、１０８…第１出力信号検知部
６２、１１０…第１検知信号出力部 ６４…第１連結部
６６、１１２…第２出力信号検知部 ６８、１１４…第２検知信号出力部
７０…第２連結部 ７８、８０…把持部
８２…ブッシュ ８８…フランジ
９０…ネジ ９２…ナット
９６…粘着剤

Claims (12)

  1. アクチュエータの可動部が移動区間の一端部に位置することを検知する第１センサと、前記可動部が前記移動区間の他端部に位置することを検知する第２センサと、前記第１センサ及び前記第２センサから送信される出力信号を受信して前記可動部の動作を制御する制御部と、を備えるアクチュエータ駆動装置の前記可動部が、前記移動区間の一端部から他端部に移動するまでのタクトを計測するアクチュエータのタクト計測装置であって、
    前記アクチュエータ駆動装置の外部に設けられ、前記可動部が前記移動区間の前記一端部に位置することを前記第１センサが検知するに応じて出力される第１出力信号を検知して第１検知信号を出力し、また、前記可動部が前記移動区間の前記他端部に位置することを前記第２センサが検知するに応じて出力される第２出力信号を検知して第２検知信号を出力する検知部と、
    前記第１検知信号と前記第２検知信号に基づいて、前記可動部が前記移動区間の前記一端部から前記他端部に移動するタクトを計測する計測部と、を備えることを特徴とするアクチュエータのタクト計測装置。
  2. 請求項１に記載のアクチュエータのタクト計測装置において、
    前記検知部は、第１検知部と第２検知部を備え、
    前記第１検知部は、
    前記第１出力信号を検知して前記第１検知信号を出力する第１出力信号検知部と、
    前記第１出力信号検知部が出力した前記第１検知信号を前記計測部に出力する第１検知信号出力部と、を備え、
    前記第２検知部は、
    前記第２出力信号を検知して前記第２検知信号を出力する第２出力信号検知部と、
    前記第２出力信号検知部が出力した前記第２検知信号を前記計測部に出力する第２検知信号出力部と、を備えることを特徴とするアクチュエータのタクト計測装置。
  3. 請求項２に記載のアクチュエータのタクト計測装置において、
    前記第１検知部は、前記第１出力信号検知部を前記アクチュエータに設けられた前記第１センサに着脱可能に取り付ける第１連結部を備え、
    前記第２検知部は、前記第２出力信号検知部を前記アクチュエータに設けられた前記第２センサに着脱可能に取り付ける第２連結部を備えることを特徴とするアクチュエータのタクト計測装置。
  4. 請求項２又は３に記載のアクチュエータのタクト計測装置において、
    前記第１検知部は、前記アクチュエータに設けられた前記第１センサに対する取り付け方向を示す目印を備え、
    前記第２検知部は、前記アクチュエータに設けられた前記第２センサに対する取り付け方向を示す目印を備えることを特徴とするアクチュエータのタクト計測装置。
  5. 請求項３に記載のアクチュエータのタクト計測装置において、
    前記第１連結部は、前記アクチュエータに設けられた前記第１センサを把持する第１把持部を備え、
    前記第２連結部は、前記アクチュエータに設けられた前記第２センサを把持する第２把持部を備えることを特徴とするアクチュエータのタクト計測装置。
  6. 請求項３に記載のアクチュエータのタクト計測装置において、
    前記第１連結部は、前記アクチュエータに設けられた前記第１センサに嵌められる第１突起を備え、
    前記第２連結部は、前記アクチュエータに設けられた前記第２センサに嵌められる第２突起を備えることを特徴とするアクチュエータのタクト計測装置。
  7. 請求項３に記載のアクチュエータのタクト計測装置において、
    前記第１連結部は、前記アクチュエータに設けられた前記第１センサに貼り付けられる第１粘着剤を備え、
    前記第２連結部は、前記アクチュエータに設けられた前記第２センサに貼り付けられる第２粘着剤を備えることを特徴とするアクチュエータのタクト計測装置。
  8. センサが出力する発光信号を検知して検知信号を出力する出力信号検知部と、
    前記出力信号検知部が出力した前記検知信号を外部に出力する検知信号出力部と、
    前記出力信号検知部を前記センサに着脱可能に取り付ける連結部と、を備えることを特徴とするセンサ信号検知装置。
  9. 請求項８に記載のセンサ信号検知装置において、
    前記センサに対する取り付け方向を示す目印を備えることを特徴とするセンサ信号検知装置。
  10. 請求項８に記載のセンサ信号検知装置において、
    前記連結部は、前記センサを把持する把持部を備えることを特徴とするセンサ信号検知装置。
  11. 請求項８に記載のセンサ信号検知装置において、
    前記連結部は、前記センサに嵌められる突起を備えることを特徴とするセンサ信号検知装置。
  12. 請求項８に記載のセンサ信号検知装置において、
    前記連結部は、前記センサに貼り付けられる粘着剤を備えることを特徴とするセンサ信号検知装置。
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