JP6956618B2 - 調整支援装置 - Google Patents

Description

この発明は、光電スイッチの受光部で受光される光量に対する閾値の調整を支援する調整支援装置に関する。

光電スイッチ（光電センサとも呼ばれる）では、ワーク等の対象物からの反射光を受光部で受光した場合に対象物が存在すると判断し、又は、受光部に対する投光が対象物により遮断された場合に対象物が存在すると判断する。したがって、光電スイッチでは、受光部で受光される光量に対して閾値が設定され、この閾値を用いて対象物の有無を判断することになる。

ここで、対象物を静止させ、対象物の有無が明確になる状態で２点チューニングを行うことができる場合には、閾値の調整は比較的容易である。
一方、対象物が常時動いている状態等のように、状態変化に対応するための閾値の再調整が必要な場合には、２点チューニングを行うことができず、閾値の調整に様々な工夫が必要になる。例えば特許文献１では、環境要因に追従して光量に対する閾値又は投光量を自動調整する方法が提案されている。この種の閾値の自動調整では、受光部で受光された光量の最大値と最小値との間の中間値を閾値に設定している。

特許５２１１８７２号

光電スイッチにおいて閾値調整は重要な工程であり、環境要因に限らず、閾値が不適切な値となることを低減しなければならない。特に２点チューニングが行えない場合については、更なる改善が求められている。以下に、閾値が不適切な値となる場合について示す。なお以下では、対象物の通過に伴い受光部で受光される光量が減少する場合を示す。
移動している対象物を光電スイッチが検出している時間帯（光量が減少する時間帯）に、光量の平均的な減少量から大きく乖離して、光量の最小値への変化が極めて短時間に発生することがある。具体的には、例えば、対象物が半透明であり、光の遮断が不完全な場合であって、汚れのような想定外の遮断スポットが存在する場合に、上記の問題が発生することがある。また、図５，６に示すように、対象物１１に不透明領域１１１が存在する場合であって、搬送用コンベア１２の不具合等により対象物１１が傾き、不透明領域１１１が投光位置に入ってしまう場合に、上記の問題が発生することがある。なお図６では、黒丸で示されるように、光電スイッチが１個の対象物１１に対して光強度を５回検出した場合を示している。このような場合、受光部で受光された光量の最大値と最小値との間の中間値は、短時間に発生する事象に対する値になり得るため、この値を閾値とすることは適切であるとは限らない。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、光電スイッチの受光部で受光される光量に対する閾値を適切に調整可能とする調整支援装置を提供することを目的としている。

この発明に係る調整支援装置は、光電スイッチの受光部で受光される光量に対する閾値の調整を支援する調整支援装置であって、光電スイッチの受光部で受光された光量の時系列データを取得するデータ取得部と、データ取得部により取得された時系列データを示すグラフを表示するグラフ表示部と、時間の指定を受付ける時間受付部と、データ取得部により取得された時系列データの上昇部分における点と下降部分における当該点と同一光量である点との間の時間が時間受付部により受付けられた時間と一致する光量を探索する光量探索部と、光量探索部により探索された光量の値を表示する光量値表示部とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、上記のように構成したので、光電スイッチの受光部で受光される光量に対する閾値を適切に調整可能となる。

この発明の実施の形態１に係る調整支援装置の構成例を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る調整支援装置の動作例を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係る調整支援装置の動作例を示す図であり、調整支援装置が有するタッチパネルに表示される画面の一例を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る調整支援装置の動作例を示す図であり、調整支援装置が有するタッチパネルに表示される画面の別の一例を示す図である。 搬送用コンベアの不具合を示す図である。 図６Ａ、図６Ｂは、対象物の傾きにより光が想定外に遮断される場合を説明する図であって、図６Ａは対象物に傾きが無い場合を示す図であり、図６Ｂは対象物に傾きが有る場合を示す図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る調整支援装置の構成例を示す図である。
調整支援装置は、光電スイッチの受光部で受光される光量に対する閾値の調整を支援する。なお、光電スイッチは、移動している対象物１１の検出領域における有無を検出する。この調整支援装置は、図１に示すように、データ取得部１、グラフ表示部２、時間受付部３、光量探索部４及び光量値表示部５を備えている。なお、調整支援装置は、システムＬＳＩ等の処理回路、又はメモリ等に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ等により実現される。

データ取得部１は、光電スイッチの受光部で受光された光量の時系列データを取得する。この際、データ取得部１は、例えばブルートゥース（登録商標）等の無線通信等によって、光電スイッチから上記時系列データを取得する。

グラフ表示部２は、データ取得部１により取得された時系列データを示すグラフを表示する。この際、グラフ表示部２は、光電スイッチが対象物１１を検出している時間帯である所定時間幅の時系列データを示すグラフを表示する。また以下では、調整支援装置はタッチパネル（不図示）を有し、グラフ表示部２はこのタッチパネルにグラフを表示するものとする。

時間受付部３は、切り取り時間（時間）の指定を受付ける。この時間受付部３は、マニュアルによる時間調整機能として機能する。

光量探索部４は、データ取得部１により取得された時系列データの上昇部分における点と下降部分における当該点と同一光量である点との間の時間が時間受付部３により受付けられた時間と一致（略一致の意味を含む）する光量を探索する。

光量値表示部５は、光量探索部４により探索された光量の値を表示する。以下では、光量値表示部５は、調整支援装置が有するタッチパネルに光量の値を表示するものとする。

次に、実施の形態１に係る調整支援装置の原理について説明する。なお以下では、対象物１１の通過に伴い受光部で受光される光量が減少する場合を示す。
上述したように、移動している対象物１１を光電スイッチが検出している時間帯に、光量の平均的な減少量から大きく乖離して、光量の最小値への変化が極めて短時間に発生することがある。このような場合、受光部で受光された光量の最大値と最小値との間の中間値は、短時間に発生する事象に対する値になり得るため、この値を閾値とすることは適切であるとは限らない。すなわち、閾値を調整するうえで重要な判断材料は、光量の減少が発生している時間である。一方、オペレータは、対象物１１の通過に要する時間を概ね把握できる。よって、オペレータは、光量の時系列データを見れば、把握している対象物１１の通過に要する時間から、対象物１１の通過時の光量の値を認識できる。
そこで、実施の形態１に係る調整支援装置では、光量の時系列データを示すグラフを表示する機能に加え、マニュアルによる時間調整機能を付加している。これにより、オペレータは、把握している対象物１１の通過に要する時間を目安とし、対象物１１の通過時の光量の値に応じて適切な閾値を選択可能となる。

次に、実施の形態１に係る調整支援装置の動作例について、図２〜４を参照しながら説明する。なお以下では、対象物１１の通過に伴い受光部で受光される光量が減少する場合を示す。また、対象物１１は半透明であり、また、図５，６に示すような不透明領域１１１を有するものとする。
実施の形態１に係る調整支援装置の動作例では、図２に示すように、まず、データ取得部１は、光電スイッチの受光部で受光された光量の時系列データを取得する（ステップＳＴ１）。

次いで、グラフ表示部２は、データ取得部１により取得された時系列データを示すグラフを表示する（ステップＳＴ２）。この際、グラフ表示部２は、光電スイッチが対象物１１を検出している時間帯である所定時間幅の時系列データを示すグラフを表示する。
図３，４に示すグラフ１０１において、縦軸は光量を示し、横軸は時間［ｓｅｃ．］を示している。なお図３，４に示すグラフ１０１では、光電スイッチの受光部で受光可能な範囲を０〜９９９９とした場合での光量を示している。この図３，４に示すグラフ１０１では、光量の平均的な減少量から大きく乖離して、光量の最小値への変化が極めて短時間に発生した場合を示している。図３，４に示すグラフ１０１は、極端且つ典型的な光量の時系列データを示す架空のグラフであるが、実際に起こり得るグラフでもある。

次いで、時間受付部３は、切り取り時間の指定を受付ける（ステップＳＴ３）。すなわち、オペレータは特定の切り取り時間を指定し、時間受付部３はこの指定を受付ける。図３，４では、オペレータは、グラフ１０１の上側にある上下キー１０２を操作することで、切り取り時間を指定する。図３ではオペレータが上下キー１０２によって切り取り時間として２０ｓｅｃ．を指定し、図４ではオペレータが上下キー１０２によって切り取り時間として１５ｓｅｃ．を指定している。

次いで、光量探索部４は、データ取得部１により取得された時系列データの上昇部分における点と下降部分における当該点と同一光量である点との間の時間が時間受付部３により受付けられた時間と一致する光量を探索する（ステップＳＴ４）。この際、光量探索部４は、上記時系列データの上昇部分における点と下降部分における当該点と同一光量である点とを検出してその時間差を算出し、その時間差が上記切り取り時間と一致するかを判断することで、光量を探索可能である。

次いで、光量値表示部５は、光量探索部４により探索された光量の値を表示する（ステップＳＴ５）。図３では、光量探索部４により探索された光量に対応する上記グラフの上昇部分における点と下降部分における点との間に強調線１０３が引かれ、その左側に光量の値として「７５７９」が表示されている。また図４では、光量探索部４により探索された光量に対応する上記グラフの上昇部分における点と下降部分における点との間に強調線１０３が引かれ、その左側に光量の値として「６５８８」が表示されている。

例えば、図５に示すように対象物１１が搬送用コンベア１２により搬送される場合において、搬送速度（移動速度）が５ｍｍ／ｓｅｃ．であり、対象物１１の横幅が１００ｍｍであるとする。この場合、オペレータは、対象物１１の通過に要する時間が２０ｓｅｃ．であると予め把握できる。したがって、光が遮断されている時間（光量が減少している時間）が２０ｓｅｃ．程度であるときの光量が、実際に対象物１１が通過している状態（対象物１１が検出されるべき状態）における光量である。よって、オペレータは、図３，４のように２０ｓｅｃ．以下の時間が切り取られる光量を閾値とすることは適切であると判断できる。例えば図３，４の場合には、オペレータは、両方の光量のほぼ中間の値である７０００を閾値とすることは適切であると判断できる。

なお図３，４に示す時系列データにおいて、光量の最大値は８９８６であり、最小値は１１９４である。ここで、最小値は極めて短時間に発生する光量の減少に伴うものであり、この光量の最大値と最小値との間の中間値（（８９８６＋１１９４）／２＝５０９０）は、短時間に発生する事象に対する値になる。よって、この中間値を閾値とすることは適切ではない。

なお上記では、対象物１１の通過に伴い受光部で受光される光量が減少する場合を示した。しかしながら、これに限らず、対象物１１の通過に伴い受光部で受光される光量が増加する場合についても実施の形態１に係る調整支援装置を適用可能であり、同様の効果が得られる。

以上のように、この実施の形態１によれば、光電スイッチの受光部で受光された光量の時系列データを取得するデータ取得部１と、データ取得部１により取得された時系列データを示すグラフを表示するグラフ表示部２と、切り取り時間の指定を受付ける時間受付部３と、データ取得部１により取得された時系列データの上昇部分における点と下降部分における当該点と同一光量である点との間の時間が時間受付部３により受付けられた時間と一致する光量を探索する光量探索部４と、光量探索部４により探索された光量の値を表示する光量値表示部５とを備えたので、光電スイッチの受光部で受光される光量に対する閾値を適切に設定可能となる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１ データ取得部
２ グラフ表示部
３ 時間受付部
４ 光量探索部
５ 光量値表示部
１１ 対象物
１２ 搬送用コンベア
１１１ 不透明領域

Claims (1)

1. 光電スイッチの受光部で受光される光量に対する閾値の調整を支援する調整支援装置であって、
   前記光電スイッチの受光部で受光された光量の時系列データを取得するデータ取得部と、
   前記データ取得部により取得された時系列データを示すグラフを表示するグラフ表示部と、
   時間の指定を受付ける時間受付部と、
   前記データ取得部により取得された時系列データの上昇部分における点と下降部分における当該点と同一光量である点との間の時間が前記時間受付部により受付けられた時間と一致する光量を探索する光量探索部と、
   前記光量探索部により探索された光量の値を表示する光量値表示部と
   を備えた調整支援装置。

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