WO2020230429A1 - カウンタユニット、データ処理装置、計測システム、カウンタユニット制御方法、およびデータ処理方法 - Google Patents

カウンタユニット、データ処理装置、計測システム、カウンタユニット制御方法、およびデータ処理方法 Download PDF

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雅哉 工藤
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オムロン株式会社
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass

Definitions

  • the present invention relates to a counter unit or the like that counts pulse signals.
  • a high-speed counter unit that counts a pulse signal output from an encoder or the like and transfers it to a PLC (Programmable Logic Controller) is known.
  • the high-speed counter unit can count pulses having a period faster than the control period.
  • the current counter value can be stored in the buffer at a cycle faster than the control cycle, and then the counter values can be collectively transferred from the buffer to the PLC later.
  • the current position of the counter is acquired at regular time intervals. Therefore, there is a characteristic that the particle size of the amount of change in the current position of the counter changes according to the pulse speed.
  • the time interval can be set by the user.
  • the amount of change in the current position is the particle size of the inspection, so the sampling cycle is determined according to the required accuracy.
  • the sampling cycle is blindly shortened, there is a problem that the amount of data increases and the communication load and the data processing load increase.
  • Patent Document 1 discloses a technique for transmitting a plurality of movement amounts measured by a counter and measurement timings of each movement amount. Further, Patent Document 2 discloses a technique of counting the output pulse of an encoder and outputting a signal when it matches a target value.
  • Patent Document 2 discloses a technique of counting the output pulse of an encoder and outputting a signal when it matches a target value.
  • One aspect of the present invention is to suppress the communication load and the data processing load when counting pulse signals, and to maintain the measurement accuracy even if the moving speed of the measurement target changes.
  • the counter unit includes a measuring unit that counts the number of pulses of a pulse signal and measures the measured value, and the measured value and the target measured by the measuring unit.
  • the comparison unit that determines the match with the value and the comparison unit determine that the measured value and the target value match
  • the time information corresponding to the measured value is stored in the buffer as the target time information. It includes a processing unit and an output unit that outputs a plurality of target time information stored in the buffer to an external device in a predetermined communication cycle.
  • the counter unit control method determines the coincidence between the measurement step of counting the number of pulses of the pulse signal and measuring the measured value and the measured value measured by the measurement step and the target value.
  • the time information processing step that stores the time corresponding to the measured value in the buffer as the target time information and a predetermined communication It includes an output step of communicating and outputting a plurality of target time information stored in the buffer to an external device in a cycle.
  • the data processing method includes a time information receiving step of receiving the target time information from the counter unit, a measured value acquisition step of acquiring a measured value and a measured time information by a predetermined measuring device, and the above-mentioned. It includes a measurement value specifying step for specifying a measurement value having measurement time information within a predetermined range with respect to the time indicated by the target time information.
  • FIGS. 1 to 6 Embodiment 1
  • the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
  • the same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
  • the counter unit 2 will be described as a typical example of the counter unit.
  • an outline of the measurement system 1 including the counter unit 2 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a measurement system 1 according to the present embodiment.
  • the encoder 6 detects the horizontal position of the work 5 while the conveyor 8 moves the work 5 whose shape is to be measured, and the sensor (measurement device) 7 detects the position of the work 5 in the horizontal direction. The vertical position of the work 5 is detected.
  • the measurement system 1 includes a counter unit 2, an analog input unit 3, and a PLC (data processing device) 4.
  • the counter unit 2 counts the pulse signal output by the encoder 6 and transmits the target time information to the PLC 4.
  • the analog input unit 3 transmits the output signal from the sensor 7 as a measured value to the PLC 4 together with the measurement time information.
  • the PLC 4 acquires the target time information from the counter unit 2, acquires the measured value and the measured time information from the analog input unit 3, and then inspects the shape of the work 5. Specifically, the PLC 4 determines the suitability of the shape of the work 5 by comparing the measured shape of the work 5 with the master data.
  • the counter unit 2 includes a measurement unit 21, a comparison unit 22, a time information processing unit 23, an output unit 24, a target value storage unit 25, and a target value setting unit 26.
  • the measuring unit 21 counts the number of pulses of the pulse signal output from the encoder 6 and measures the measured value.
  • the comparison unit 22 determines that the measured value measured by the measuring unit 21 matches the target value.
  • the time information processing unit 23 stores the time corresponding to the measured value in the buffer as the target time information.
  • the output unit 24 communicates and outputs a plurality of target time information stored in the buffer to the PLC (external device) 4 in a predetermined communication cycle.
  • the target value storage unit 25 stores a list of target values.
  • the comparison unit 22 may determine the agreement between the measured value and the target value by referring to the target value storage unit 25. On the other hand, the comparison unit 22 may determine a match with the actually measured value based on the target value set at a predetermined interval.
  • the target value setting unit 26 receives a target value setting instruction from the user.
  • the target value setting instruction may be received from a setting value input device such as a notebook PC via USB (Universal Serial Bus), or may be received from a PLC4 to which the setting value input device is connected via a communication network. It may be.
  • the method of specifying the target value is not limited. For example, a plurality of target positions may be listed in a table (0, 5, 10, 20, ..., etc.). Further, the start position, the end position, and the number of divisions may be specified (0 to 1000 in 10 increments, etc.). Further, only the amount of change may be specified (+10, etc.).
  • the PLC4 is an industrial controller and controls a device to be controlled.
  • the control unit of the PLC 4 may be bus-connected to the counter unit 2 and the analog input unit 3, or may be connected to the counter unit 2 and the analog input unit 3 via a communication coupler, EtherCAT (registered trademark), EtherNet / IP (registered trademark), and DeviceNet (registered trademark). , CompoNet®, etc. may be connected.
  • the PLC (data processing device) 4 includes a time information receiving unit 41, a measured value acquisition unit 42, a measured value specifying unit 43, and a determination unit 44.
  • the time information receiving unit 41 receives the target time information from the counter unit 2.
  • the measured value acquisition unit 42 acquires the measured value and the measured time information by the sensor (predetermined measuring device) 7.
  • the measured value specifying unit 43 specifies a measured value having measurement time information within a predetermined range with respect to the time indicated by the target time information.
  • the determination unit 44 determines whether or not the difference between the master data indicating the correct answer value of the measured value corresponding to the target value and the measured value specified by the measured value specifying unit 43 is within the allowable range.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of master data showing the shape of the work 5 according to the present embodiment.
  • FIG. 2A is an example in which the master data is shown in a tabular format.
  • FIG. 2B is an example in which the master data is shown in a graph format.
  • the master data includes numerical data indicating a horizontal position (mm) and a vertical position (mm) corresponding to each other.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a result of measuring the shape of the work 5 according to the present embodiment (hereinafter, referred to as “measurement result”).
  • FIG. 3A is an example in which the two measurement results are shown in a tabular format.
  • FIG. 3B is an example showing the combination of measurement results in a graph format.
  • FIG. 3C is an example showing the combination of measurement results in a graph format.
  • the counter unit 2 identifies the time when the horizontal position specified by the user is reached (hereinafter referred to as "arrival time”) and outputs the time to the PLC 4.
  • the analog input unit 3 outputs vertical positions (equal interval time and vertical position) at regular time intervals to the PLC 4.
  • the PLC 4 searches for the equidistant time acquired from the analog input unit 3 and obtains combination data which is a combination of the horizontal position and the vertical position at times close to each other. ..
  • 3 (b) and 3 (c) are combination data in which, when the arrival time and the equidistant time correspond, the horizontal position corresponding to the arrival time and the vertical position corresponding to the equidistant time are combined. ..
  • PLC4 compares the combination data with the master data.
  • the point of shape inspection can be directly specified with respect to the horizontal position, the operation is easy and it is not necessary to acquire redundant data.
  • the data to be acquired is minimized, the communication load and the data processing load can be suppressed.
  • the vertical position is acquired for each sampling cycle of the analog input unit 3.
  • the measurement unit 21 counts the number of pulses of the pulse signal output by the encoder 6 and measures the count value (measured value) (measurement step). Then, the counter unit 2 executes the following processing at the above timing.
  • Step S401 In the counter unit 2, the comparison unit 22 reads the count value from the measurement unit 21. Then, the comparison unit 22 reads the target value from the target value storage unit 25 according to the pointer. The pointer indicates the target value to be compared with the count value next or the storage position of the target value among the plurality of target values.
  • Step S402 Comparison step
  • the comparison unit 22 determines whether or not the count value read in step S401 is equal to or greater than the target value. When the count value is equal to or greater than the target value (YES in step S402), the counter unit 2 executes the processes of steps S403 and S404. If the count value is not greater than or equal to the target value (less than the target value) (NO in step S402), the counter unit 2 skips the processes of steps S403 and S404 and executes the determination of step S405.
  • Step S403 Time information processing step
  • the time information processing unit 23 stores the time corresponding to the count value equal to or higher than the target value in the match time buffer as the target time information.
  • the time (target time information) corresponding to the count value that exceeds each target value is sequentially stored.
  • Step S404 The counter unit 2 updates a pointer (for example, an address in memory) when reading a target value.
  • a pointer for example, an address in memory
  • Step S405 The counter unit 2 determines whether or not the communication cycle has been reached.
  • the communication cycle is a cycle corresponding to the control cycle of the PLC 4, and indicates a time interval for transmitting data from the counter unit 2 to the PLC 4.
  • the counter unit 2 executes the processes of steps S406 and S407. If the communication cycle has not been reached (NO in step S405), the counter unit 2 skips the processes of steps S406 and S407 and ends the process.
  • Step S406 Output step
  • the output unit 24 In the counter unit 2, the output unit 24 generates transmission data from a plurality of target time information stored in the match time buffer, and transmits and outputs the transmission data to the PLC 4.
  • Step S407 The counter unit 2 initializes the match time buffer.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of data transmitted from the counter unit 2 to the PLC 4 according to the present embodiment. There are multiple options for indicating the target value in the transmitted data.
  • the counter unit 2 may select the method of adding the target value start number of the table.
  • the transmission data includes the number of stored data, the target value start number, and a plurality of match times.
  • the number of stored items indicates the number of matching times stored in the match buffer (hereinafter, the same applies).
  • the target value start number indicates the number of the target value corresponding to the first match time among the target values stored in the table. According to the above, since only the target value start number is added to the target value, the transmission data can be reduced.
  • the counter unit 2 may select the method of adding the target value head position of the table.
  • the transmission data includes the number of stored data, the target value start position, and a plurality of match times.
  • the target value start position indicates the position (horizontal position) of the target value corresponding to the first match time among the target values stored in the table. According to the above, since only the head position of the target value is added to the target value, the transmission data can be reduced.
  • a method may be selected in which the counter unit 2 adds all the target values.
  • the transmitted data includes a number of stores and a plurality of combinations of target values and match times.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of the processing of PLC4 according to the present embodiment. This process is executed every communication cycle.
  • Step S601 Time information receiving step, measured value acquisition step
  • the time information receiving unit 41 receives transmission data (target time information) from the counter unit 2. Further, the measured value acquisition unit 42 acquires the measured value and the measured time information by the sensor 7 from the analog input unit 3.
  • Step S602 The PLC4 determines whether or not the unprocessed target value matching time (hereinafter referred to as matching time) is stored in the transmission data.
  • matching time the unprocessed target value matching time
  • PLC4 executes the processes after step S603. If the unprocessed match time is not stored (NO in step S602), the PLC4 skips the processes after step S603 and ends the process.
  • Step S603 The PLC 4 extracts one combination of the earliest match time and the horizontal position among the unprocessed match times from the transmission data received from the counter unit 2.
  • Step S604 Measured value specifying step
  • the PLC 4 extracts a vertical position at a time close to the coincidence time in step S603 from the data received from the analog input unit 3.
  • the measured value specifying unit 43 specifies a measured value having measurement time information within a predetermined range with respect to the time indicated by the target time information.
  • Step S605 The PLC4 extracts the vertical position corresponding to the horizontal position of the target value match from the master data.
  • Step S606 The PLC 4 determines whether or not the vertical position of the analog input unit 3 is within the allowable range of the vertical position of the master data. If it is within the permissible range (YES in step S606), PLC4 executes the determination in step S607. If it is not within the permissible range (NO in step S606), PLC4 executes the process of step S609.
  • Step S607 The PLC4 determines whether or not the lateral position has reached the final position. When the lateral position reaches the final position (YES in step S607), PLC4 executes the process of step S608. If the lateral position has not reached the final position (NO in step S607), PLC4 re-executes the determination in step S602.
  • Step S608 PLC4 accepts the inspection result as OK. This indicates that all of the measured vertical positions were within the allowable range of the master data. Then, PLC4 ends the process.
  • Step S609 PLC4 makes the inspection result NG. This indicates that at least one of the measured vertical positions was not within the permissible range of the master data. Then, PLC4 ends the process.
  • Each functional block of the counter unit 2 and the PLC 4 (specifically, the measurement unit 21, the comparison unit 22, the time information processing unit 23, the output unit 24, the target value storage unit 25, the target value setting unit 26, and the time information receiving unit).
  • 41, the measured value acquisition unit 42, the measured value specifying unit 43, and the determination unit 44) may be realized by a logic circuit (hardware) formed in an integrated circuit (IC chip) or the like, or by software. You may.
  • each of the counter unit 2 and the PLC 4 is equipped with a computer that executes a program instruction, which is software that realizes each function.
  • the computer includes, for example, one or more processors and a computer-readable recording medium that stores the program. Then, in the computer, the processor reads the program from the recording medium and executes it, thereby achieving the object of the present invention.
  • the processor for example, a CPU (Central Processing Unit) can be used.
  • the recording medium in addition to a “non-temporary tangible medium” such as a ROM (Read Only Memory), a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, or the like can be used.
  • a RAM RandomAccessMemory
  • the program may be supplied to the computer via an arbitrary transmission medium (communication network, broadcast wave, etc.) capable of transmitting the program.
  • a transmission medium communication network, broadcast wave, etc.
  • one aspect of the present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave, in which the above program is embodied by electronic transmission.
  • the counter unit includes a measurement unit that counts the number of pulses of a pulse signal and measures an actual measurement value, and a comparison unit that determines a match between the actual measurement value and the target value measured by the measurement unit.
  • the time information processing unit that stores the time corresponding to the measured value in the buffer as the target time information and the time information processing unit have a predetermined communication cycle.
  • It is provided with an output unit for communicating and outputting a plurality of target time information stored in the buffer to an external device.
  • the position information based on the output from the counter unit and the measured value by another measuring instrument can be associated with the target time information corresponding to the target value.
  • the target value by setting the target value to such an extent that the required accuracy can be obtained, it is possible to associate the position with the measured value with sufficient accuracy without being affected by the communication cycle.
  • the communication load and the data processing load on the external device can be suppressed.
  • the counter unit since the counter unit outputs the target time information corresponding to the target value, the measurement accuracy becomes uneven due to the unevenness of the moving speed of the measurement target, which has conventionally occurred when the counter is output at a predetermined cycle. Can be prevented.
  • the counter unit further includes a target value storage unit that stores a list of the target values, and the comparison unit refers to the target value storage unit to obtain the measured value and the target value. You may judge the agreement with.
  • each target value can be appropriately set according to the required accuracy. For example, when there is a position where the accuracy should be fine or a position where the accuracy may be coarse, each target value can be set accordingly.
  • the comparison unit may determine a match with the actually measured value based on the target value set at a predetermined interval.
  • the target time information output interval can be set with the required accuracy.
  • the counter unit may further include a target value setting unit that receives the target value setting instruction.
  • the data processing device includes a time information receiving unit that receives the target time information from the counter unit, a measured value acquiring unit that acquires the measured value and the measured time information by a predetermined measuring device, and the above. It is provided with a measurement value specifying unit that specifies a measurement value having measurement time information within a predetermined range with respect to the time indicated by the target time information.
  • the measured value corresponding to the target time information received from the counter unit can be specified, it is possible to limit the measurement value group to the necessary and sufficient accuracy. Therefore, it is possible to suppress the load of processing and communication for the subsequent measured values.
  • the difference between the master data indicating the correct answer value of the measured value corresponding to the target value and the measured value specified by the measured value specifying unit is within an allowable range.
  • a determination unit for determining whether or not there is may be further provided.
  • the measurement system includes the counter unit, the data processing device, and an analog input unit that transmits an output signal from a predetermined sensor as the measured value together with the measurement time information to the data processing device. It has.
  • the counter unit control method determines the coincidence between the measurement step of counting the number of pulses of the pulse signal and measuring the measured value and the measured value measured by the measurement step and the target value.
  • the time information processing step that stores the time corresponding to the measured value in the buffer as the target time information and a predetermined communication It includes an output step of communicating and outputting a plurality of target time information stored in the buffer to an external device in a cycle.
  • the data processing method includes a time information receiving step of receiving the target time information from the counter unit, a measured value acquisition step of acquiring a measured value and a measured time information by a predetermined measuring device, and the above-mentioned. It includes a measurement value specifying step for specifying a measurement value having measurement time information within a predetermined range with respect to the time indicated by the target time information.
  • Measurement system 2 Counter unit 3 Analog input unit 4 PLC (external device, data processing device) 7 Sensor (measuring device) 21 Measurement unit 22 Comparison unit 23 Time information processing unit 24 Output unit 25 Target value storage unit 26 Target value setting unit 41 Time information reception unit 42 Measurement value acquisition unit 43 Measurement value identification unit 44 Judgment unit

Landscapes

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Abstract

パルス信号をカウントする場合に、通信負荷およびデータ処理負荷を抑制し、測定精度を維持する。カウンタユニット（２）は、パルス信号のパルス数をカウントして実測値を計測する計測部（２１）と、実測値と目標値の一致を判定する比較部（２２）と、一致の場合、実測値の時刻を目標時刻情報とする時刻情報処理部（２３）と、所定の通信周期で目標時刻情報を外部装置に出力する出力部（２４）とを備える。

Description

カウンタユニット、データ処理装置、計測システム、カウンタユニット制御方法、およびデータ処理方法
　本発明は、パルス信号をカウントするカウンタユニット等に関する。
　従来技術として、エンコーダ等から出力されるパルス信号をカウントして、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）に転送する高速カウンタユニットが知られている。高速カウンタユニットでは、制御周期よりも速い周期のパルスをカウントすることができる。
日本国公開特許公報「特開２０１８－０２４０４４号公報」 日本国公開特許公報「特開平７－０４０５２２号公報」
　しかしながら、ＰＬＣに対するカウンタ現在値の転送は制御周期毎であり、形状測定等の用途に対しては分解能が不足していた。
　最近では、分解能を確保するために、オーバーサンプリング機能を搭載した製品が登場している。オーバーサンプリング機能では、制御周期よりも速い周期で現在のカウンタ値をバッファに蓄積した上で、後で当該バッファからカウンタ値を一括してＰＬＣに転送することができる。この場合、一定時間間隔毎にカウンタ現在位置を取得する。そのため、パルスの速度に応じてカウンタ現在位置の変化量の粒度が変化するという特性がある。なお、時間間隔に関しては、ユーザによる設定が可能である。
　形状測定等の用途では、現在位置の変化量が検査の粒度となるため、必要な精度に合わせてサンプリング周期を決める。しかし、やみくもにサンプリング周期を短くすると、データ量が増え、通信負荷およびデータ処理負荷が増大するという問題がある。
　また、検査対象の部位に応じて精度を変更したいというニーズがあったり、検査対象の移動速度のムラがあったりするので、最適なサンプリング周期を決めるのは難しいという問題がある。例えば、粒度が必要な部分に合わせてサンプリング周期を決めると、粒度が不要な部分で冗長なデータを取得してしまう。
　なお、特許文献１には、カウンタが計測された複数の移動量と各移動量の計測タイミングとを送信する技術が開示されている。また、特許文献２には、エンコーダの出力パルスをカウントし、目標値と一致した時点で信号を出力する技術が開示されている。ただし、何れの特許文献も上記の問題を解決するものではない。
　本発明の一態様は、パルス信号をカウントする場合に、通信負荷およびデータ処理負荷を抑制するとともに、測定対象の移動速度が変化しても測定精度を維持することを目的とする。
　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るカウンタユニットは、パルス信号のパルス数をカウントして実測値を計測する計測部と、前記計測部により計測された前記実測値と目標値との一致を判定する比較部と、前記比較部により前記実測値と前記目標値とが一致したと判定されると、当該実測値に対応する時刻を目標時刻情報としてバッファに格納する時刻情報処理部と、所定の通信周期で、前記バッファに格納されている複数の目標時刻情報を外部装置に通信出力する出力部と、を備えている。
　本発明の一態様に係るカウンタユニット制御方法は、パルス信号のパルス数をカウントして実測値を計測する計測ステップと、前記計測ステップにより計測された前記実測値と目標値との一致を判定する比較ステップと、前記比較ステップにより前記実測値と前記目標値とが一致したと判定されると、当該実測値に対応する時刻を目標時刻情報としてバッファに格納する時刻情報処理ステップと、所定の通信周期で、前記バッファに格納されている複数の目標時刻情報を外部装置に通信出力する出力ステップと、を含んでいる。
　本発明の一態様に係るデータ処理方法は、前記カウンタユニットから前記目標時刻情報を受信する時刻情報受信ステップと、所定の測定装置による測定値および測定時刻情報を取得する測定値取得ステップと、前記目標時刻情報で示される時刻に対して所定の範囲内の測定時刻情報を有する測定値を特定する測定値特定ステップと、を含んでいる。
　本発明の一態様によれば、パルス信号をカウントする場合に、通信負荷およびデータ処理負荷を抑制するとともに、測定対象の移動速度が変化しても測定精度を維持することができる。
本発明の実施形態１に係る計測システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係るワークの形状を示すマスタデータの一例を示す図である。 本発明の実施形態１に係るワークの形状を測定した結果の一例を示す図である。 本発明の実施形態１に係るカウンタユニットの処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態１に係るカウンタユニットからＰＬＣへの送信データの構成例を示す図である。 本発明の実施形態１に係るＰＬＣの処理の一例を示すフローチャートである。
　〔実施形態１〕
　以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図１から図６に基づいて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。本実施形態においては、例えばカウンタユニット２をカウンタユニットの典型例として説明を行う。本発明の一態様に係るカウンタユニット２についての理解を容易にするため、先ず、カウンタユニット２を含む計測システム１の概要を、図１を用いて説明する。
　§１．適用例
　（計測システム１の全体構成）
　図１は、本実施形態に係る計測システム１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、計測システム１において、コンベア８が形状を測定する対象であるワーク５を移動させながら、エンコーダ６がワーク５の水平方向の位置を検出し、センサ（測定装置）７がワーク５の垂直方向の位置を検出する。
　計測システム１は、カウンタユニット２と、アナログ入力ユニット３と、ＰＬＣ（データ処理装置）４とを備えている。カウンタユニット２は、エンコーダ６が出力するパルス信号をカウントして、目標時刻情報をＰＬＣ４に送信する。アナログ入力ユニット３は、センサ７からの出力信号を測定値として、測定時刻情報とともにＰＬＣ４に送信する。ＰＬＣ４は、カウンタユニット２から目標時刻情報を取得し、アナログ入力ユニット３から測定値および測定時刻情報を取得した上で、ワーク５の形状を検査する。詳細には、ＰＬＣ４は、測定したワーク５の形状と、マスタデータとを比較することにより、ワーク５の形状の適否を判定する。
　§２．構成例
　（カウンタユニット２の構成）
　図１に示すように、カウンタユニット２は、計測部２１、比較部２２、時刻情報処理部２３、出力部２４、目標値記憶部２５、および目標値設定部２６を備えている。計測部２１は、エンコーダ６から出力されたパルス信号のパルス数をカウントして実測値を計測する。比較部２２は、計測部２１により計測された実測値と目標値との一致を判定する。時刻情報処理部２３は、比較部２２により実測値と目標値とが一致したと判定されると、当該実測値に対応する時刻を目標時刻情報としてバッファに格納する。出力部２４は、所定の通信周期で、当該バッファに格納されている複数の目標時刻情報をＰＬＣ（外部装置）４に通信出力する。
　目標値記憶部２５は、目標値のリストを記憶する。これに応じて、比較部２２は、目標値記憶部２５を参照することによって、実測値と目標値との一致を判定してもよい。一方、比較部２２は、所定の間隔で設定された目標値によって、実測値との一致を判定してもよい。
　目標値設定部２６は、ユーザからの目標値の設定指示を受け付ける。目標値の設定指示は、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）経由でノートＰＣなどの設定値入力用装置から受け付ける構成でもよいし、設定値入力用装置が接続されたＰＬＣ４から、通信ネットワーク経由で受け付ける構成でもよい。
　目標値の指定方法は限定されない。例えば、テーブルで複数の目標位置を羅列してもよい（０、５、１０、２０、・・・等）。また、開始位置と、終了位置と、分割数を指定してもよい（０～１０００まで１０刻み等）。さらに、変化量のみを指定してもよい（＋１０等）。
　（ＰＬＣ４の構成）
　ＰＬＣ４は、産業用コントローラであり、制御対象の装置を制御する。ＰＬＣ４の制御ユニットは、カウンタユニット２およびアナログ入力ユニット３に対してバス接続されていてもよいし、通信カプラを介してＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）、ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ（登録商標）、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ（登録商標）、ＣｏｍｐｏＮｅｔ（登録商標）などで接続されていてもよい。
　図１に示すように、ＰＬＣ（データ処理装置）４は、時刻情報受信部４１、測定値取得部４２、測定値特定部４３、および判定部４４を備えている。時刻情報受信部４１は、カウンタユニット２から目標時刻情報を受信する。測定値取得部４２は、センサ（所定の測定装置）７による測定値および測定時刻情報を取得する。測定値特定部４３は、目標時刻情報で示される時刻に対して所定の範囲内の測定時刻情報を有する測定値を特定する。判定部４４は、目標値に対応する、測定値の正解値を示すマスタデータと、測定値特定部４３によって特定された測定値との差異が許容範囲内であるか否かを判定する。
　（マスタデータの一例）
　図２は、本実施形態に係るワーク５の形状を示すマスタデータの一例を示す図である。図２（ａ）は、マスタデータを表形式で示した例である。図２（ｂ）は、マスタデータをグラフ形式で示した例である。図２（ａ）および（ｂ）に示すように、マスタデータは、互いに対応する、横位置（ｍｍ）と、縦位置（ｍｍ）とを示す数値データからなる。
　（測定結果の一例）
　図３は、本実施形態に係るワーク５の形状を測定した結果（以下、「測定結果」という）の一例を示す図である。図３（ａ）は、２つの測定結果を表形式で示した例である。図３（ｂ）は、測定結果の組合せをグラフ形式で示した例である。図３（ｃ）は、測定結果の組合せをグラフ形式で示した例である。
　カウンタユニット２は、ユーザにより指定された横位置に到達した時刻（以下、「到達時刻」という）を特定して、ＰＬＣ４に出力する。アナログ入力ユニット３は、一定時間間隔毎の縦位置（等間隔時刻、および、縦位置）をＰＬＣ４に出力する。
　ＰＬＣ４は、カウンタユニット２から取得した到達時刻をキーとして、アナログ入力ユニット３から取得した等間隔時刻を検索して、互いに近い時刻の、横位置と、縦位置との組合せである組合せデータを得る。
　図３（ａ）の矢印が示すように、カウンタユニット２が出力した到達時刻と、アナログ入力ユニット３における一定時間間隔毎の時刻である等間隔時刻とが対応している。図３（ｂ）および（ｃ）は、到達時刻と、等間隔時刻とが対応する場合に、到達時刻に対応する横位置と、等間隔時刻に対応する縦位置とを組合せた組合せデータである。
　そして、ＰＬＣ４は、その組合せデータをマスタデータと比較する。
　上記によれば、横位置に関して、形状検査のポイントを直接的に指定することができるので、操作が簡単であり、また、冗長なデータを取得しなくて済む。次に、取得するデータが必要最小限になるので、通信負荷およびデータ処理負荷を抑えることができる。そして、コンベア８によるワーク５の横方向の移動が加減速したり、移動速度にムラがあったりしても、横位置の検査精度に影響せずに済む。なお、縦位置は、アナログ入力ユニット３のサンプリング周期毎に取得される。
　（カウンタユニット２の処理）
　図４は、本実施形態に係るカウンタユニット２の処理の一例を示すフローチャートである。本処理は、エンコーダ６から出力されるデータのサンプリング周期毎に開始してもよいし、コンパレータが「カウント値＝目標値」を検出したことを契機にした割込みで開始してもよい。なお、コンパレータの割込みの場合、図４のステップＳ４０３から処理を開始する。
　まず、カウンタユニット２において、計測部２１は、エンコーダ６が出力するパルス信号のパルス数をカウントしてカウント値（実測値）を計測する（計測ステップ）。そして、カウンタユニット２は、上記のタイミングで以下の処理を実行する。
　（ステップＳ４０１）
　カウンタユニット２において、比較部２２は、計測部２１からカウント値を読み出す。そして、比較部２２は、ポインタに従って目標値記憶部２５から目標値を読み出す。ポインタは、複数の目標値のうち、次にカウント値と比較すべき目標値または当該目標値の格納位置を指示する。
　（ステップＳ４０２：比較ステップ）
　比較部２２は、ステップＳ４０１で読み出したカウント値が目標値以上であるか否かを判定する。カウント値が目標値以上である場合（ステップＳ４０２のＹＥＳ）、カウンタユニット２は、ステップＳ４０３およびＳ４０４の処理を実行する。カウント値が目標値以上でない（目標値未満である）場合（ステップＳ４０２のＮＯ）、カウンタユニット２は、ステップＳ４０３およびＳ４０４の処理をスキップして、ステップＳ４０５の判定を実行する。
　（ステップＳ４０３：時刻情報処理ステップ）
　時刻情報処理部２３は、目標値以上であるカウント値に対応する時刻を目標時刻情報として一致時刻バッファに格納する。一致時刻バッファには、各目標値以上になったカウント値に対応する時刻（目標時刻情報）が順次格納される。
　（ステップＳ４０４）
　カウンタユニット２は、目標値を読み出す場合のポインタ（例えば、メモリ上のアドレス等）を更新する。
　（ステップＳ４０５）
　カウンタユニット２は、通信周期に到達したか否かを判定する。通信周期とは、ＰＬＣ４の制御周期に相当する周期であり、カウンタユニット２からＰＬＣ４にデータを送信するための時間間隔を示す。通信周期に到達した場合（ステップＳ４０５のＹＥＳ）、カウンタユニット２は、ステップＳ４０６およびＳ４０７の処理を実行する。通信周期に到達していない場合（ステップＳ４０５のＮＯ）、カウンタユニット２は、ステップＳ４０６およびＳ４０７の処理をスキップして、処理を終了する。
　（ステップＳ４０６：出力ステップ）
　カウンタユニット２において、出力部２４は、一致時刻バッファに格納されている複数の目標時刻情報から送信データを生成して、当該送信データをＰＬＣ４に通信出力する。
　（ステップＳ４０７）
　カウンタユニット２は、一致時刻バッファを初期化する。
　図５は、本実施形態に係るカウンタユニット２からＰＬＣ４への送信データの構成例を示す図である。送信データにおいて目標値を示す方法には、複数の選択肢がある。
　目標値をテーブルに登録している場合、図５（ａ）に示すように、カウンタユニット２が当該テーブルの目標値先頭番号を付加する方法を選択してもよい。詳細には、送信データは、格納数と、目標値先頭番号と、複数の一致時刻とを含む。格納数は、一致バッファに格納されている一致時刻の個数を示す（以下、同様）。目標値先頭番号は、テーブルに格納されている目標値のうち、先頭の一致時刻に対応する目標値の番号を示す。上記によれば、目標値に関しては目標値先頭番号のみを付加するので、送信データを削減することができる。
　目標値をテーブルに登録している場合、図５（ｂ）に示すように、カウンタユニット２が当該テーブルの目標値先頭位置を付加する方法を選択してもよい。詳細には、送信データは、格納数と、目標値先頭位置と、複数の一致時刻とを含む。目標値先頭位置は、テーブルに格納されている目標値のうち、先頭の一致時刻に対応する目標値の位置（横位置）を示す。上記によれば、目標値に関しては目標値先頭位置のみを付加するので、送信データを削減することができる。
　図５（ｃ）に示すように、カウンタユニット２が全ての目標値を付加する方法を選択してもよい。詳細には、送信データは、格納数と、複数の、目標値および一致時刻の組合せとを含む。
　（ＰＬＣ４の処理）
　図６は、本実施形態に係るＰＬＣ４の処理の一例を示すフローチャートである。本処理は、通信周期毎に実行される。
　（ステップＳ６０１：時刻情報受信ステップ、測定値取得ステップ）
　ＰＬＣ４において、時刻情報受信部４１は、カウンタユニット２から送信データ（目標時刻情報）を受信する。また、測定値取得部４２は、アナログ入力ユニット３から、センサ７による測定値および測定時刻情報を取得する。
　（ステップＳ６０２）
　ＰＬＣ４は、送信データに未処理の目標値一致時刻（以下、一致時刻という）が格納されているか否かを判定する。未処理の一致時刻が格納されている場合（ステップＳ６０２のＹＥＳ）、ＰＬＣ４は、ステップＳ６０３以降の処理を実行する。未処理の一致時刻が格納されていない場合（ステップＳ６０２のＮＯ）、ＰＬＣ４は、ステップＳ６０３以降の処理をスキップして、処理を終了する。
　（ステップＳ６０３）
　ＰＬＣ４は、カウンタユニット２から受信した送信データから、未処理の一致時刻のうち、最前の一致時刻、および、横位置の組合せを一つ取り出す。
　（ステップＳ６０４：測定値特定ステップ）
　ＰＬＣ４は、アナログ入力ユニット３から受信したデータから、ステップＳ６０３の一致時刻に近い時刻の縦位置を取り出す。換言すれば、測定値特定部４３は、目標時刻情報で示される時刻に対して所定の範囲内の測定時刻情報を有する測定値を特定する。
　（ステップＳ６０５）
　ＰＬＣ４は、マスタデータから、目標値一致の横位置に対応する縦位置を取り出す。
　（ステップＳ６０６）
　ＰＬＣ４は、アナログ入力ユニット３の縦位置がマスタデータの縦位置の許容範囲内であるか否かを判定する。許容範囲内である場合（ステップＳ６０６のＹＥＳ）、ＰＬＣ４は、ステップＳ６０７の判定を実行する。許容範囲内でない場合（ステップＳ６０６のＮＯ）、ＰＬＣ４は、ステップＳ６０９の処理を実行する。
　（ステップＳ６０７）
　ＰＬＣ４は、横位置が最終位置に到達したか否かを判定する。横位置が最終位置に到達した場合（ステップＳ６０７のＹＥＳ）、ＰＬＣ４は、ステップＳ６０８の処理を実行する。横位置が最終位置に到達していない場合（ステップＳ６０７のＮＯ）、ＰＬＣ４は、ステップＳ６０２の判定を再度実行する。
　（ステップＳ６０８）
　ＰＬＣ４は、検査結果をＯＫとする。これは、計測した縦位置のすべてがマスタデータの許容範囲内であったことを示す。そして、ＰＬＣ４は、処理を終了する。
　（ステップＳ６０９）
　ＰＬＣ４は、検査結果をＮＧとする。これは、計測した縦位置の少なくとも１つがマスタデータの許容範囲内でなかったことを示す。そして、ＰＬＣ４は、処理を終了する。
　〔ソフトウェアによる実現例〕
　カウンタユニット２およびＰＬＣ４の各々の機能ブロック（具体的には、計測部２１、比較部２２、時刻情報処理部２３、出力部２４、目標値記憶部２５、目標値設定部２６、時刻情報受信部４１、測定値取得部４２、測定値特定部４３、および、判定部４４）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
　後者の場合、カウンタユニット２およびＰＬＣ４の各々は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
　〔まとめ〕
　本発明の一態様に係るカウンタユニットは、パルス信号のパルス数をカウントして実測値を計測する計測部と、前記計測部により計測された前記実測値と目標値との一致を判定する比較部と、前記比較部により前記実測値と前記目標値とが一致したと判定されると、当該実測値に対応する時刻を目標時刻情報としてバッファに格納する時刻情報処理部と、所定の通信周期で、前記バッファに格納されている複数の目標時刻情報を外部装置に通信出力する出力部と、を備えている。
　前記の構成によれば、例えば外部装置において、カウンタユニットからの出力に基づく位置情報と、別の測定器による測定値とを、目標値に対応した目標時刻情報によって対応付けることができる。ここで、目標値を必要な精度が得られる程度に設定しておくことによって、通信周期に影響を受けることなく、十分な精度で位置と測定値との対応付けを行うことが可能となる。
　また、カウンタユニットから必要以上に細かい出力を行う必要がないので、通信の負荷および外部装置でのデータ処理の負荷を抑制することができる。
　また、カウンタユニットは目標値に対応する目標時刻情報を出力するので、従来所定の周期でカウンタ出力を行っていた場合に生じていた、測定対象の移動速度のムラによる測定精度のムラが生じることを防止することができる。
　本発明の一態様に係るカウンタユニットは、前記目標値のリストを記憶する目標値記憶部をさらに備え、前記比較部は、前記目標値記憶部を参照することによって、前記実測値と前記目標値との一致を判定してもよい。
　前記の構成によれば、各目標値を必要とされる精度に応じて適宜設定することができる。例えば、精度を細かくすべき位置や粗くてもよい位置などがある場合に、これに応じて各目標値を設定することができる。
　本発明の一態様に係るカウンタユニットにおいて、前記比較部は、所定の間隔で設定された前記目標値によって、前記実測値との一致を判定してもよい。
　前記の構成によれば、必要となる精度に応じて目標値同士の間隔を設定することによって、必要な精度での目標時刻情報の出力間隔とすることができる。
　本発明の一態様に係るカウンタユニットは、前記目標値の設定指示を受け付ける目標値設定部をさらに備えてもよい。
　上記の構成によれば、計測の対象に応じて目標値を適宜設定変更することが可能となる。
　本発明の一態様に係るデータ処理装置は、前記カウンタユニットから前記目標時刻情報を受信する時刻情報受信部と、所定の測定装置による測定値および測定時刻情報を取得する測定値取得部と、前記目標時刻情報で示される時刻に対して所定の範囲内の測定時刻情報を有する測定値を特定する測定値特定部と、を備えている。
　前記の構成によれば、カウンタユニットから受信した目標時刻情報に対応する測定値を特定することができるので、必要十分な精度の測定値群に限定することができる。よって、その後の測定値に対する処理や通信などの負荷を抑制することができる。
　本発明の一態様に係るデータ処理装置は、前記目標値に対応する、前記測定値の正解値を示すマスタデータと、前記測定値特定部によって特定された測定値との差異が許容範囲内であるか否かを判定する判定部をさらに備えてもよい。
　前記の構成によれば、マスタデータとの差異の有無を判定することができるので、例えば製品の形状検査などに好適に用いることができる。
　本発明の一態様に係る計測システムは、前記カウンタユニットと、前記データ処理装置と、所定のセンサからの出力信号を前記測定値として前記測定時刻情報とともに前記データ処理装置に送信するアナログ入力ユニットとを備えている。
　本発明の一態様に係るカウンタユニット制御方法は、パルス信号のパルス数をカウントして実測値を計測する計測ステップと、前記計測ステップにより計測された前記実測値と目標値との一致を判定する比較ステップと、前記比較ステップにより前記実測値と前記目標値とが一致したと判定されると、当該実測値に対応する時刻を目標時刻情報としてバッファに格納する時刻情報処理ステップと、所定の通信周期で、前記バッファに格納されている複数の目標時刻情報を外部装置に通信出力する出力ステップと、を含んでいる。
　本発明の一態様に係るデータ処理方法は、前記カウンタユニットから前記目標時刻情報を受信する時刻情報受信ステップと、所定の測定装置による測定値および測定時刻情報を取得する測定値取得ステップと、前記目標時刻情報で示される時刻に対して所定の範囲内の測定時刻情報を有する測定値を特定する測定値特定ステップと、を含んでいる。
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　１　計測システム
　２　カウンタユニット
　３　アナログ入力ユニット
　４　ＰＬＣ（外部装置、データ処理装置）
　７　センサ（測定装置）
　２１　計測部
　２２　比較部
　２３　時刻情報処理部
　２４　出力部
　２５　目標値記憶部
　２６　目標値設定部
　４１　時刻情報受信部
　４２　測定値取得部
　４３　測定値特定部
　４４　判定部

Claims (9)

  1. 　パルス信号のパルス数をカウントして実測値を計測する計測部と、
    　前記計測部により計測された前記実測値と目標値との一致を判定する比較部と、
    　前記比較部により前記実測値と前記目標値とが一致したと判定されると、当該実測値に対応する時刻を目標時刻情報としてバッファに格納する時刻情報処理部と、
    　所定の通信周期で、前記バッファに格納されている複数の目標時刻情報を外部装置に通信出力する出力部と、を備えるカウンタユニット。
  2. 　前記目標値のリストを記憶する目標値記憶部をさらに備え、
    　前記比較部は、前記目標値記憶部を参照することによって、前記実測値と前記目標値との一致を判定する請求項１に記載のカウンタユニット。
  3. 　前記比較部は、所定の間隔で設定された前記目標値によって、前記実測値との一致を判定する請求項１に記載のカウンタユニット。
  4. 　前記目標値の設定指示を受け付ける目標値設定部をさらに備える請求項１～３のいずれか一項に記載のカウンタユニット。
  5. 　請求項１～４のいずれか一項に記載のカウンタユニットから前記目標時刻情報を受信する時刻情報受信部と、
    　所定の測定装置による測定値および測定時刻情報を取得する測定値取得部と、
    　前記目標時刻情報で示される時刻に対して所定の範囲内の測定時刻情報を有する測定値を特定する測定値特定部と、を備えるデータ処理装置。
  6. 　前記目標値に対応する、前記測定値の正解値を示すマスタデータと、前記測定値特定部によって特定された測定値との差異が許容範囲内であるか否かを判定する判定部をさらに備える請求項５に記載のデータ処理装置。
  7. 　請求項１～４のいずれか一項に記載のカウンタユニットと、
    　請求項５または６に記載のデータ処理装置と、
    　所定のセンサからの出力信号を前記測定値として前記測定時刻情報とともに前記データ処理装置に送信するアナログ入力ユニットとを備える計測システム。
  8. 　パルス信号のパルス数をカウントして実測値を計測する計測ステップと、
    　前記計測ステップにより計測された前記実測値と目標値との一致を判定する比較ステップと、
    　前記比較ステップにより前記実測値と前記目標値とが一致したと判定されると、当該実測値に対応する時刻を目標時刻情報としてバッファに格納する時刻情報処理ステップと、
    　所定の通信周期で、前記バッファに格納されている複数の目標時刻情報を外部装置に通信出力する出力ステップと、を含むカウンタユニット制御方法。
  9. 　請求項１～４のいずれか一項に記載のカウンタユニットから前記目標時刻情報を受信する時刻情報受信ステップと、
    　所定の測定装置による測定値および測定時刻情報を取得する測定値取得ステップと、
    　前記目標時刻情報で示される時刻に対して所定の範囲内の測定時刻情報を有する測定値を特定する測定値特定ステップと、を含むデータ処理方法。
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