JP4109351B2 - 検出スイッチおよび光電スイッチ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、物体の有無を検出する検出スイッチおよび光電スイッチに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、工場の生産ライン等で移動する物体の有無を検出するために、光電スイッチ、近接スイッチ、超音波スイッチ等の検出スイッチが用いられている。検出スイッチとは、光、磁力、超音波等のエネルギーを検知領域に投射し、検知領域からの反射エネルギーまたは透過エネルギーを検出することにより物体の有無を検出するものである。
【0003】
例えば、光電スイッチは、物体の搬送経路に光を投射し、物体からの反射光または透過光の有無を検出することにより、物体の有無を判定するものである。
【0004】
透過型の光電スイッチでは、被検出物体が検知領域に存在しない場合に、投光部から投射された光が受光部に入光する。この場合、受光部での受光量のレベルが所定のしきい値以下の場合に被検出物体が存在すると判定される。一方、反射型の光電スイッチでは、被検出物体が検知領域に存在する場合に、投光部から投射された光が物体により反射され、その反射光が受光部に入光する。この場合、受光部での受光量のレベルが所定のしきい値を超えたときに被検出物体が存在すると判定される。光電スイッチの感度は上記のしきい値を変化させることにより調整される。
【0005】
このような光電スイッチでは、光軸のずれ、投光面または受光面の汚れ、投光部の発光素子の特性劣化等により受光量のレベルが低下することがある。そこで、受光量を視覚的に表示する表示部を有する光電スイッチを用いれば、このような受光量のレベルの低下を視覚的に認識し、適切な時期に光電スイッチのしきい値を変化させて感度を再設定することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記の光電スイッチでは、例えば光電スイッチの設置段階のように被検出物体が移動していない場合や、被検出物体が非常に遅い速度で移動している場合など、単位時間当たりの受光量の変化量が小さいときには、表示部に表示される受光量を読み取ることができる。それにより、光電スイッチの感度が適切であるか否かを確認することができる。
【0007】
しかしながら、例えば被検出物体が速い速度で移動している場合など、単位時間当たりの受光量の変化量が大きいときには、表示部に表示される受光量が高速に切り替わるため、受光量を読み取ることが困難になる。その結果、表示部に表示された受光量に基づいて光電スイッチの感度が適切であるか否かを確認することができない。
【0008】
したがって、感度が適切であるか否かを確認するためには、一旦生産ラインを停止させる等の処置を施して被検出物体の移動速度を低下させる必要があり、感度再設定の効率が非常に悪い。
【0010】
本発明の目的は、被検出物体の移動速度を低下させることなく設定されている感度を容易に確認することができる検出スイッチを提供することである。
【0012】
本発明の他の目的は、被検出物体の移動速度を低下させることなく設定されている感度を容易に確認することができる光電スイッチを提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
(1)第1の発明
第1の発明に係る検出スイッチは、移動している被検出物体のある位置における存在の有無を検出する検出スイッチであって、被検出物体の有無により得られる検出量を出力する検出手段と、しきい値を設定するしきい値設定手段と、検出手段から出力される検出量をしきい値設定手段により設定されたしきい値と比較して比較結果を出力する比較手段と、比較手段から出力される比較結果に基づき、被検出物体の有無を検出信号として出力する検出信号出力手段と、予め一定時間に設定された保持期間ごとに検出手段から出力される検出量の最大値または最小値を保持し、各保持期間ごとの最大値または最小値を出力する保持手段と、第1および第2の表示モードのいずれかを選択するための選択手段と、選択手段により第1の表示モードが選択された場合には検出手段から出力される検出量を表示し、選択手段により第2の表示モードが選択された場合には保持手段から出力される最大値または最小値を表示する表示手段とを備えたものである。
【0015】
本発明に係る検出スイッチにおいては、しきい値設定手段により予めしきい値が設定される。検出手段により被検出物体の有無により得られる検出量が出力され、検出手段から出力される検出量がしきい値設定手段により設定されたしきい値と比較手段により比較され、検出信号出力手段により比較結果に基づき被検出物体の有無が検出信号として出力される。予め一定時間に設定された保持期間ごとに検出手段から出力される検出量の最大値または最小値が保持手段により保持され、各保持期間ごとの最大値または最小値が出力される。そして、選択手段により第1の表示モードが選択された場合には検出手段から出力される検出量が表示手段により表示され、選択手段により第2の表示モードが選択された場合には保持手段から出力される最大値または最小値が表示手段により表示される。
【0016】
このように、保持期間ごとに保持される検出量の最大値または最小値が表示手段により表示されるので、被検出物体が高速で移動する場合でも、被検出物体の移動速度を低下させることなく設定されている感度を容易に確認することができる。
【0021】
(2)第2の発明
第2の発明に係る検出スイッチは、第1の発明に係る検出スイッチの構成において、表示手段は、しきい値設定手段により設定されたしきい値、またはしきい値と保持手段から出力される最大値または最小値との比もしくは差を表示するものである。
【0022】
この場合、表示手段にしきい値、またはしきい値と最大値または最小値との比もしくは差が表示されるので、感度が最適か否かを容易に知ることができる。
【0023】
(3)第3の発明
第3の発明に係る検出スイッチは、第1または第2の発明に係る検出スイッチの構成において、表示手段は、保持手段から出力される検出量の最大値または最小値を表示する表示モードであることを示す表示と、検出量の最大値または最小値とを時分割に表示するものである。
【0024】
(4)第4の発明
第4の発明に係る検出スイッチは、第1〜第3のいずれかの発明に係る検出スイッチの構成において、検出スイッチは、さらに、検出手段から出力される検出量がしきい値を上回った際に検出信号出力手段により検出信号を出力する第1の設定モードと、検出手段から出力される検出量がしきい値を下回った際に検出信号出力手段により検出信号を出力する第2の設定モードとを選択可能なモード設定手段を有し、保持手段は、モード選択手段により第1の設定モードが選択された場合には検出量の最大値を保持し、第2の設定モードが選択された場合には検出量の最小値を保持するものである。
【0032】
(5)第5の発明
第5の発明に係る光電スイッチは、移動している被検出物体の検出位置における存在の有無を検出する光電スイッチであって、検出位置に光を投射する投光手段と、検出位置からの透過光または反射光を受光する受光手段と、受光手段の受光量を出力する検出手段と、しきい値を設定するしきい値設定手段と、検出手段から出力される受光量をしきい値設定手段により設定されたしきい値と比較して比較結果を出力する比較手段と、比較手段から出力される比較結果に基づき、被検出物体の有無を検出信号として出力する検出信号出力手段と、予め一定時間に設定された保持期間ごとに検出手段から出力される受光量の最大値または最小値を保持し、各保持期間ごとの最大値または最小値を出力する保持手段と、第1および第2の表示モードのいずれかを選択するための選択手段と、選択手段により第1の表示モードが選択された場合には検出手段から出力される受光量を表示し、選択手段により第2の表示モードが選択された場合には保持手段から出力される最大値または最小値を表示する表示手段とを備えたものである。
【0033】
本発明に係る光電スイッチにおいては、しきい値設定手段により予めしきい値が設定される。検出手段により被検出物体の有無により得られる受光量が出力され、検出手段から出力される受光量がしきい値設定手段により設定されたしきい値と比較手段により比較され、検出信号出力手段により比較結果に基づき被検出物体の有無が検出信号として出力される。予め一定時間に設定された保持期間ごとに検出手段から出力される受光量の最大値または最小値が保持手段により保持され、各保持期間ごとの最大値または最小値が出力される。そして、選択手段により第1の表示モードが選択された場合には検出手段から出力される受光量が表示手段により表示され、選択手段により第2の表示モードが選択された場合には保持手段から出力される最大値または最小値が表示手段により表示される。
【0034】
このように、保持期間ごとに保持される受光量の最大値または最小値が表示手段により表示されるので、被検出物体が高速で移動する場合でも、被検出物体の移動速度を低下させることなく設定されている感度を容易に確認することができる。
【0040】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る検出スイッチの一例として光電スイッチについて説明する。
【0041】
図1は本発明の第1の実施例における光電スイッチの構成を示すブロック図である。図1の光電スイッチは、投光部1、受光部2、検出部3、ホールド回路4、ホールド時間制御部5、表示部6、操作部7、制御部8および出力部9を含む。
【0042】
制御部8は、光電スイッチの各部を制御する。投光部1は、LED(発光ダイオード)等の発光素子を含み、制御部8の制御により検知領域に光を投射する。反射型の光電スイッチの場合には、検知領域に被検出物体が存在するときに、被検出物体からの反射光が受光部2で受光される。一方、透過型の光電スイッチの場合には、検知領域に被検出物体が存在しないときに、投光部1から投射された光が受光部2で受光される。
【0043】
受光部2は、フォトダイオード等の受光素子を含み、受光量に対応するアナログの受光信号RSを出力する。検出部3は、増幅器31およびA/D変換器(アナログ/デジタル変換器)32を含む。増幅器31は、受光部2から出力された受光信号RSを増幅する。A/D変換器32は、増幅器31により増幅された受光信号RSをアナログ/デジタル変換し、受光量を示す受光データRDとして出力する。
【0044】
A/D変換器32から出力される受光データRDは、制御部8およびホールド回路4に与えられる。制御部8は、受光データRDが示す受光量を予め設定されたしきい値と比較することにより受光部2への入光状態および遮光状態を判定し、その判定結果を比較信号CDとして出力部9へ出力する。出力部9では、比較信号CDを、例えばノイズ除去用フィルター回路に通して検出信号DTとして出力する。
【0045】
ユーザは、操作部7により検出モードとして入光オンモードまたは遮光オンモードを切り替えることができる。入光オンモードでは、検出信号DTは受光量のレベルがしきい値を超えたときにオン(例えばハイレベル)となり、受光量のレベルがしきい値以下のときに検出信号DTがオフ(例えばローレベル)になる。また、遮光オンモードでは、検出信号DTは受光量がしきい値以下のときにオンとなり、受光量がしきい値を超えたときにオフとなる。
【0046】
また、操作部7により制御部8に設定されるしきい値を調整することにより感度設定を行うことができる。
【0047】
ホールド回路4は、後述するホールド時間制御部5により規定されるホールド期間ごとにA/D変換器32から出力される受光データRDのピーク値(最大値)またはボトム値(最小値)をホールド(保持)する。
【0048】
ユーザは、操作部7のスライドスイッチ、押しボタンスイッチ等のスイッチによりホールドモードとしてピーク値をホールドするピークホールドモードまたはボトム値をホールドするボトムホールドモードを設定することができる。
【0049】
なお、ユーザが入光オンモードを選択した場合に自動的にピークホールドモードに設定され、ユーザが遮光オンモードを選択したときに自動的にボトムホールドモードに設定されるように構成してもよい。
【0050】
制御部8は、ホールドモード切り替え信号PBをホールド回路4に与える。ホールド回路4は、ホールドモード切り替え信号PBがピークホールドモードを示す場合には受光データRDのピーク値をホールドし、ホールドモード切り替え信号PBがボトムホールドモードを示す場合には受光データRDのボトム値をホールドする。
【0051】
このホールド回路4は、A/D変換器32から出力される受光データRDに外来ノイズ除去のための移動平均等の処理を行った後、処理後の受光データを内部レジスタに格納する。ピークホールドモード時には、ホールド期間内で内部レジスタに格納された受光データがより大きな値の受光データで順次書き換えられる。それにより、内部レジスタにホールド期間での受光量のピーク値が格納される。また、ボトムホールドモード時には、ホールド期間内で内部レジスタに格納された受光データがより小さな値の受光データで順次書き換えられる。それにより、内部レジスタにホールド期間での受光量のボトム値が格納される。
【0052】
以下、ホールド回路4により保持されるピーク値およびボトム値をホールド値と呼ぶ。
【0053】
ホールド時間制御部5は、ホールド期間に相当する周期を有するパルス状のホールドタイミング信号HTをホールド回路4に与える。ホールド回路4は、ホールドタイミング信号HTの立ち上がりに同期して、内部レジスタに格納されたホールド値をホールドデータHLとして制御部8に出力し、同時に内部レジスタのホールド値を初期化する。このようにして、ホールド回路4は、ホールドタイミング信号HTにより規定されるホールド期間の終了時ごとにホールド値を制御部8に出力する。
【0054】
ホールド時間制御部5は、制御部8から出力されるリセット信号RTによりリセットされる。リセット信号RTがアクティブ状態の場合には、ホールド時間制御部5はパルス状のホールドタイミング信号HTを発生しない。リセット信号RTが非アクティブ状態になると、ホールド時間制御部5はパルス状のホールドタイミング信号HTをホールド回路4に与える。
【0055】
したがって、制御部8によりリセット信号RTを非アクティブ状態にするタイミングを調整することにより、ホールド時間制御部5がホールド回路4にホールドタイミング信号HTを与えるタイミングを制御することが可能となる。
【0056】
なお、ユーザは、操作部7により任意のホールド時間を制御部8を介してホールド時間制御部5に設定することも可能である。
【0057】
制御部8は、A/D変換器32から出力される受光データRDまたはホールド回路4から出力されるホールドデータHLに基づいてリアルタイムに変化する受光量またはホールド値を表示部6に表示させる。
【0058】
ユーザは、操作部7により表示モードとして表示部6に受光量を表示する受光量表示モードおよびホールド値を表示するホールド値表示モードを設定することができる。それにより、制御部8は、表示モードを受光量表示モードまたはホールド値表示モードに切り替える。
【0059】
また、操作部7により表示モードとして表示部6にしきい値を表示するしきい値表示モードを設定することもでき、後述するしきい値に対する受光量の余裕度を表示する余裕度表示モードに設定することもできる。
【0060】
制御部8は、CPU(中央演算処理装置)またはASIC(特殊用途向け集積回路)等により構成される。なお、制御部8のみならず、ホールド回路4、ホールド時間制御部5等の他の回路も含めて、CPUもしくはASICまたはその両方により実現することができる。
【0061】
本実施例では、投光部1、受光部2および検出部3が検出手段を構成し、操作部7がしきい値設定手段に相当し、制御部8が比較手段に相当し、出力部9が検出信号出力手段に相当する。投光部1が投光手段に相当し、受光部2が受光手段に相当する。また、ホールド回路4が保持手段に相当し、表示部6が表示手段に相当する。さらに、ホールド時間制御部5および制御部8が保持期間設定手段を構成する。
【0062】
次に、図2を参照しながら図1の光電スイッチにおける表示動作について説明する。図2は図1の光電スイッチにおける受光量の変化および表示値を示す図であり、(a)はピークホールドモードの場合、(b)はボトムホールドモードの場合を示す。図2において、各時点でのホールド値を太線で示す。
【0063】
図2(a)に示すように、ピークホールドモード時には、各ホールド期間内で受光量のピーク値がホールドされ、そのホールド期間の終了時に制御部8を介して表示部6に与えられ、次のホールド期間の間表示される。
【0064】
例えば、ホールド期間HD1におけるピーク値「1945」がそのホールド期間HD1の終了時に制御部8を介して表示部6に与えられ、次のホールド期間HD2の間表示される。また、ホールド期間HD2におけるピーク値「2010」がそのホールド期間HD2の終了時に制御部8を介して表示部6に与えられ、次のホールド期間HD3の間表示される。
【0065】
図2(b)に示すように、ボトムホールドモード時には、各ホールド期間内で受光量のボトム値がホールドされ、そのホールド期間の終了時に制御部8を介して表示部6に与えられ、次のホールド期間の間表示される。
【0066】
例えば、ホールド期間HD11におけるボトム値「520」がそのホールド期間HD11の終了時に制御部8を介して表示部6に与えられ、次のホールド期間HD12の間表示される。また、ホールド期間HD12におけるボトム値「500」がそのホールド期間HD12の終了時に制御部8を介して表示部6に与えられ、次のホールド期間HD13の間表示される。
【0067】
図3は図1の光電スイッチの表示部6における受光量またはホールド値の表示例を示す図である。
【0068】
図3(a)の例では、LED(発光ダイオード)またはLCD(液晶ディスプレイ)からなるパネル100により受光量またはホールド値が数値で表示される。図3(b)の例では、棒状に配列されたLED101により受光量またはホールド値が棒状グラフで表示される。
【0069】
図3(c)の例では、LCDからなるパネル102により受光量またはホールド値が扇形グラフで表示される。図3(d)の例では、LEDまたはLCDからなるパネル103により受光量およびホールド値が2段に数値で表示される。
【0070】
図4は図1の光電スイッチの表示部6におけるホールド値表示モードの表示例を示す図である。
【0071】
図4(a)の例では、パネル110上のホールド値の数値表示に加えてLED111の点灯によりホールド値表示モードである旨が表示される。図4(b)の例では、LED112によるホールド値の棒状グラフ表示に加えてLED113の点灯によりホールド値表示モードである旨が表示される。図4(c)の例では、LCDからなるパネル115上のホールド値の数値表示の上部に小さな文字“HOLD”でホールド値表示モードである旨が表示される。図4(d)の例では、LCDまたはLEDからなるパネル116上のホールド値の数値表示の左側に文字“H”でホールド値表示モードである旨が表示される。
【0072】
図4(e)の例では、LED117によるホールド値の棒状グラフ表示に加えてLCDまたはLEDからなるパネル118上に文字“HOLD”でホールド値表示モードである旨が表示される。
【0073】
図4(f)の例では、LCDまたはLEDからなるパネル119上にホールド値表示モードである旨“HLd”およびホールド値が時分割で表示される。例えば、ホールド値表示モードである旨が0.25秒間表示された後、ホールド値が1秒間表示され、この表示が繰り返し行われる。なお、ホールド値表示モードの表示“HLd”の左上の“−”はピークホールドモードである旨を示している。ボトムホールドモード時には、ホールド値表示モードの表示“HLd”の左下に“−”が表示される。
【0074】
なお、ホールド値の代わりに、あるいはホールド値に加えて、ホールド値を加工することにより得られた値を表示してもよい。例えば、しきい値に対する受光量の余裕度を表示してもよい。ここで、余裕度は、しきい値と受光量との比(例えば百分率(%)であれば、(受光量/しきい値)×100)、または受光量としきい値との差(=受光量−しきい値)で表される。
【0075】
図5は図1の光電スイッチの表示部6における余裕度の表示例を示す図である。図5の例では、受光量としきい値との差が棒状に配列されたLED120により棒状グラフで表示される。棒状に配列されたLED120の中央部が0であり、左側が負を表し、右側が正を表す。
【0076】
表示モードの切り替えは、例えば操作部7のスライドスイッチ、ジョグスイッチ、押しボタンスイッチ等のスイッチにより行う。例えば、操作部7の押しボタンスイッチを押すごとに受光量の表示およびホールド値の表示が切り替わる。
【0077】
また、例えば、押しボタンスイッチを押している間にホールド回路4がホールド動作を行い、押しボタンスイッチを離したときに所定時間ホールド値を表示部6に表示してもよい。さらに、例えば、押しボタンスイッチを押したときにホールド回路4がホールド動作を開始し、再度押しボタンスイッチを押したきに所定時間ホールド値を表示部6に表示してもよい。
【0078】
図6は図1の光電スイッチの操作部7におけるホールド時間の設定方法の例を示す図である。
【0079】
図6(a)の例では、トリマ200を回すことによりホールド時間を任意に設定する。図6(b)の例では、ロータリスイッチ201を切り替えることによりホールド時間を任意に設定する。図6(c)の例では、ソフトウエアによりメニュー画面202上でホールド時間を任意に設定する。図6(d)の例では、スライドスイッチ203によりホールド時間を任意に設定する。なお、ホールド時間を例えば1秒に固定してもよい。
【0080】
また、ホールド期間を一定時間に設定せずに検出信号DTのオン状態からオフ状態への切り替わりまたはオフ状態からオン状態への切り替わりをカウントし、カウント値が予め設定された回数に達するまでの期間をホールド期間に設定してもよい。
【0081】
図7は検出信号のオンまたはオフに基づくホールド期間の設定方法を示す図である。図7の例では、受光量がしきい値THを超えることにより検出信号DTが切り替わる回数が10回に達するまでをホールド期間に設定している。
【0082】
この場合、ホールド時間制御部5が検出信号DTのオフ状態からオン状態またはオン状態からオフ状態への切り替わりをカウントし、カウント値が所定の回数に達したときにホールドタイミング信号HTを立ち上げるとともに、カウント値をリセットする動作を繰り返し行う。
【0083】
このようなホールド期間の設定方法を用いると、生産ラインの速度が一定でない場合や生産ライン上の被検出物体が等間隔に配置されていない場合でも、ホールド期間中のピーク値またはボトム値の演算対象となるサンプル数を一定にすることが可能となる。
【0084】
以上のように、本実施例の光電スイッチでは、ホールド期間ごとにホールドされる受光量のピーク値またはボトム値が表示部6に表示されるので、被検出物体が高速で移動する場合でも、生産ラインの速度を落とすことなく感度が適切であるか否かを確認することができる。したがって、生産効率が向上する。
【0085】
特に、透過型の光電スイッチでは、ホールドされたピーク値は被検出物体が検知領域に存在しない場合の受光量を示す。このピーク値を監視することにより、光軸のずれ、投光面または受光面の汚れ、投光部1の発光素子の特性劣化等に起因する受光量のレベルの低下を認識できる。また、ホールドされたボトム値としきい値とを比較することにより、しきい値に対する受光量の余裕度を知ることができる。
【0086】
一方、反射型の光電スイッチでは、ホールドされたボトム値は被検出物体が検知領域に存在しない場合の受光量を示している。背景物体のある状態での検出の際には、このボトム値を監視することにより、光軸のずれ、投光面または受光面の汚れ、投光部1の発光素子の特性劣化等に起因する受光量のレベルの低下を認識できる。また、ホールドされたピーク値としきい値とを比較することにより、しきい値に対する受光量の余裕度を知ることができる。
【0087】
図8は本発明の第2の実施例における光電スイッチの構成を示すブロック図である。
【0088】
図8の光電スイッチが図1の光電スイッチと異なるのは、図1の検出部3およびホールド回路4の代わりに検出部3a、ホールド回路4a、データ切換部10およびA/D変換器11が設けられている点である。
【0089】
検出部3aは、増幅器31からなり、受光部2から出力されるアナログの受光信号RSを増幅する。ホールド回路4aは、増幅器31により増幅された受光信号RSのピーク値またはボトム値をホールドする。ホールド回路4aはアナログ回路により構成され、例えば電圧ホールド用コンデンサを内蔵する。
【0090】
このホールド回路4aでは、ピーク値のホールドの際には、入力電圧値とコンデンサの両端の電圧値とを比較し、入力電圧値の方が大きいときにコンデンサの両端の電圧値が入力電圧値と同じになるまでコンデンサを充電し、コンデンサの両端の電圧値の方が大きいときにはそのまま電圧値をホールドする。ボトム値のホールドの際には、入力電圧値とコンデンサの両端の電圧値とを比較し、入力電圧値の方が小さいときにコンデンサの両端の電圧値が入力電圧値と同じになるまでコンデンサを放電し、コンデンサの両端の電圧値の方が小さいときにはそのまま電圧値をホールドする。
【0091】
制御部8は、ホールド回路4aにホールドモード切り替え信号PBを与える。ホールドモード切り替え信号PBがピークホールドモードを示す場合には、ホールド回路4aはホールド時間制御部5により規定されるホールド時間ごとに受光信号RSのピーク値をホールドし、ホールド値をホールド信号HSとして出力する。ホールドモード切り替え信号PBがボトムホールドモードを示す場合には、ホールド回路4aはホールド時間制御部5により規定されるホールド時間ごとに受光信号RSのボトム値をホールドし、ホールド値をホールド信号HSとして出力する。
【0092】
制御部8は、データ切換部10に表示モード切り替え信号SWを与える。データ切換部10は、表示モード切り替え信号SWが受光量表示モードを示す場合には、増幅器31から出力される受光信号RSをA/D変換器11に出力し、表示モード切り替え信号SWがホールド値表示モードを示す場合には、ホールド回路4aから出力されるホールド信号HSをA/D変換器11に出力する。
【0093】
A/D変換器11は、データ切換部10から出力される受光信号RSまたはホールド信号HSをアナログ/デジタル変換し、受光量を示す受光データRDまたはホールド値を示すホールドデータHLを制御部8に出力する。
【0094】
本実施例の光電スイッチの他の部分の構成および動作は、第1の実施例の光電スイッチの構成および動作と同様である。
【0095】
本実施例では、投光部1、受光部2、検出部3a、データ切換部10およびA/D変換器11が検出手段を構成し、操作部7がしきい値設定手段に相当し、制御部8が比較手段に相当し、出力部9が検出信号出力手段に相当する。投光部1が投光手段に相当し、受光部2が受光手段に相当する。また、ホールド回路4aが保持手段に相当し、表示部6が表示手段に相当する。さらに、ホールド時間制御部5、操作部7および制御部8が保持期間設定手段を構成する。
【0096】
本実施例の光電スイッチにおいても、ホールド期間ごとにホールドされる受光量のピーク値またはボトム値が表示部6に表示されるので、被検出物体が高速で移動する場合でも、生産ラインの速度を落とすことなく感度が適切であるか否かを確認することができる。したがって、生産効率が向上する。
【0097】
図9は第1の参考例における光電スイッチの構成を示すブロック図である。
【0098】
図9の光電スイッチが図1の光電スイッチと異なるのは、ホールド回路4およびホールド時間制御部5の代わりにホールド回路4bおよびホールド時間制御部5aが設けられ、ホールド値比較部20がさらに設けられている点である。
【0099】
出力部9から出力される検出信号DTは、ホールド回路4bおよびホールド時間制御部5aに与えられる。ホールド回路4bは、検出信号DTのオフ状態からオン状態への変化に応答して、その時点でのホールド値をホールド値比較部20に出力するとともに内部レジスタのホールド値を初期化する。
【0100】
本参考例では、検出信号DTがオフ状態からオン状態へ変化した時点から次に検出信号DTがオフ状態からオン状態へ変化した時点までの期間が1サイクルとなる。
【0101】
制御部8は、操作部7による設定に基づいてピークホールドモードおよびボトムホールドモードを切り替えるホールドモード切り替え信号PBをホールド回路4bに与える。ホールド回路4bは、ホールドモード切り替え信号PBがピークホールドモードを示す場合に、各サイクルでの受光量のピーク値をホールドし、各サイクルの終了時点でホールド値を出力する。また、ホールド回路4bは、ホールドモード切り替え信号PBがボトムホールドモードを示す場合に、各サイクルでの受光量のボトム値をホールドし、各サイクルの終了時点でホールド値を出力する。
【0102】
ホールド値比較部20は、ピークホールドモード時には、ホールド回路4bから各サイクルごとに出力されるホールド値(ピーク値)を順次比較し、ピーク値の最小値を求め、比較用内部レジスタに格納する。また、ホールド値比較部20は、ボトムホールドモード時には、ホールド回路4bから各サイクルごとに出力されるホールド値(ボトム値)を順次比較し、ボトム値の最大値を求め、比較用内部レジスタに格納する。
【0103】
ホールド時間制御部5aは、検出信号DTのオフ状態からオン状態への変化の回数をカウントし、カウント値が設定回数に達すると、ホールド値比較部20にリフレッシュ信号RFを与える。このホールド時間制御部5aは、制御部8から出力されるリセット信号RTによりリセットされる。
【0104】
ホールド値比較部20は、ホールド時間制御部5aからリフレッシュ信号RFを受け取ると、求められたピーク値の最小値またはボトム値の最大値を制御部8に出力するとともに、比較用内部レジスタを初期化する。
【0105】
このようにして、ホールド時間制御部5aがリフレッシュ信号RFをホールド値比較部20に与えるごとに複数サイクルにおけるピーク値の最小値または複数サイクルにおけるボトム値の最大値が制御部8に出力される。
【0106】
制御部8は、ホールド値比較部20から出力されるピーク値の最小値またはボトム値の最大値を表示部6に表示させる。また、制御部8は、操作部7による表示モードの切り替えにより検出部3から出力される受光データRDが示す受光量を表示部6に表示させることもできる。
【0107】
以上のように、本参考例の光電スイッチでは、ホールド時間制御部5aがリフレッシュ信号RFをホールド値比較部20に与えるごとに複数サイクルにおけるピーク値の最小値または複数サイクルにおけるボトム値の最大値が表示部6に表示される。
【0108】
したがって、被検出物体が高速で移動している場合に受光量の表示を読み取ることができることに加えて、感度の余裕度の最悪値を知ることができる。この最悪値に対してマージンを有するようにしきい値を設定することにより、被検出物体の位置や表面の汚れ等のばらつきに影響を受けない最適な感度設定を行うことができる。
【0109】
本参考例では、投光部1、受光部2および検出部3が検出手段を構成し、操作部7がしきい値設定手段に相当し、制御部8が比較手段に相当し、出力部9が検出信号出力手段に相当する。投光部1が投光手段に相当し、受光部2が受光手段に相当する。また、ホールド回路4bが保持出力手段に相当し、ホールド値比較部20が保持値出力手段に相当し、表示部6が表示手段に相当する。さらに、ホールド時間制御部5aおよび制御部8が保持期間設定手段に相当する。
【0110】
なお、本参考例では、ホールド時間制御部5aの設定回数が一定であるが、ユーザが操作部7のスライドスイッチ、トリマ等により任意の設定回数を制御部8を介してホールド時間制御部5aに設定することも可能である。
【0111】
また、本参考例では、ホールド回路4bおよびホールド時間制御部5aが検出信号DTのオフ状態からオン状態への変化に応答して動作しているが、ホールド回路4bが検出信号DTのオン状態からオフ状態への変化に応答してホールド値をホールド値比較部20に出力し、ホールド時間制御部5aが検出信号DTのオン状態からオフ状態への変化の回数をカウントしてリフレッシュ信号RFをホールド値比較部20に出力してもよい。
【0112】
図10は第2の参考例における光電スイッチの構成を示すブロック図である。
【0113】
図10の光電スイッチが図9の光電スイッチと異なるのは、ホールド時間制御部5aが設けられていない点である。
【0114】
ユーザは、操作部7によりホールド値比較部20のリフレッシュを指令することができる。制御部8は、操作部7からの指令に基づいてホールド値比較部20にリフレッシュ信号RFを出力する。
【0115】
例えば、ユーザが操作部7の押しボタンスイッチを離している間に制御部8がリフレッシュ信号RFをアクティブ状態にし、ユーザが操作部7の押しボタンスイッチを押している間に制御部8がリフレッシュ信号RFを非アクティブ状態にする。
【0116】
この場合、ユーザが操作部7の押しボタンスイッチを押している間に、ホールド値比較部20はホールド回路4bから順次出力されるピーク値の最小値またはボトム値の最大値を求める動作を行う。そして、ユーザが操作部7の押しボタンスイッチを離すと、ホールド値比較部20はピーク値の最小値またはボトム値の最大値を制御部8に出力し、制御部8はそのピーク値の最小値またはボトム値の最大値を表示部6に表示させる。
【0117】
本参考例の光電スイッチでは、操作部7の操作によりホールド値比較部20に与えるリフレッシュ信号RFを制御することができるので、比較的簡単な構成で第1の参考例の光電スイッチと同様の効果を得ることができる。
【0118】
図11および図12は図9および図10の光電スイッチの効果を説明するための図である。
【0119】
図11(a)において、矢印Aで示す方向に移動している生産ライン301上の被検出物体302の位置が矢印Bで示す方向にずれている。この場合、反射型の光電スイッチ501を用いて被検出物体302を検出すると、図11(b)に示すように、各サイクルCY1,CY2,CY3,CY4,CY5 における受光量のピーク値P1,P2,P3,P4,P5がばらつく。このようなピーク値のばらつきは、各被検出物体302の表面の状態によっても生じる。
【0120】
なお、ボトム値B0は、被検出物体302が検出されないときの背景の受光量である。
【0121】
この場合、光電スイッチのしきい値THをピーク値P1〜P5の最小値に対してマージンを持たせるように設定することにより、被検出物体302のばらつきに影響されない最適な感度設定を行うことができる。
【0122】
図12(a)において、矢印Cで示す方向に移動している台紙303上のシール等の半透光状態の被検出物体304を透過型の光電スイッチ502で検出する。この場合、各被検出物体304の厚みのばらつきや表面の汚れにより、図12(b)に示すように、各サイクルCY11,CY12,CY13,CY14,CY15における受光量のボトム値B1,B2,B3,B4,B5がばらつく。
【0123】
なお、ピーク値P0は、被検出物体304が検出されないときの台紙303を透過した光の受光量である。
【0124】
この場合、光電スイッチのしきい値THをボトム値B1〜B5の最大値に対してマージンを持たせるように設定することにより、被検出物体304のばらつきに影響されない最適な感度設定を行うことができる。
【0125】
図9および図10の光電スイッチにおいて、最小値または最大値の代わりに、あるいは最小値または最大値に加えて、最小値または最大値を加工することにより得られた値を表示部6に表示してもよい。例えば、しきい値に対する最小値または最大値の余裕度を表示してもよい。ここで、余裕度は、しきい値と最小値または最大値との比、または最小値または最大値としきい値との差で表される。
【0126】
なお、本発明は、光電スイッチに限らず、近接スイッチ、超音波スイッチ等の他の検出スイッチにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例における光電スイッチの構成を示すブロック図である。
【図2】 ピークホールドモードおよびボトムホールドモードにおける受光量の変化および表示値を示す図である。
【図3】 図1の光電スイッチの表示部における受光量またはホールド値の表示例を示す図である。
【図4】 図1の光電スイッチの表示部におけるホールド値表示モードの表示例を示す図である。
【図5】 図1の光電スイッチの表示部における余裕度の表示例を示す図である。
【図6】 図1の光電スイッチの操作部におけるホールド時間の設定方法の例を示す図である。
【図7】 検出信号のオンまたはオフに基づくホールド期間の設定方法を示す図である。
【図8】 本発明の第2の実施例における光電スイッチの構成を示すブロック図である。
【図9】 第1の参考例における光電スイッチの構成を示すブロック図である。
【図10】 第2の参考例における光電スイッチの構成を示すブロック図である。
【図11】 図9および図10の光電スイッチの反射型としての効果を説明するための図である。
【図12】 図9および図10の光電スイッチの透過型としての効果を説明するための図である。
【符号の説明】
1 投光部
2 受光部
3,3a 検出部
4,4a,4b ホールド回路
5,5a ホールド時間制御部
6 表示部
7 操作部
8 制御部
9 出力部
10 データ切換部
11 A/D変換器
20 ホールド値比較部
Claims (5)
- 移動している被検出物体のある位置における存在の有無を検出する検出スイッチであって、
前記被検出物体の有無により得られる検出量を出力する検出手段と、
しきい値を設定するしきい値設定手段と、
前記検出手段から出力される検出量を前記しきい値設定手段により設定されたしきい値と比較して比較結果を出力する比較手段と、
前記比較手段から出力される比較結果に基づき、被検出物体の有無を検出信号として出力する検出信号出力手段と、
予め一定時間に設定された保持期間ごとに前記検出手段から出力される検出量の最大値または最小値を保持し、各保持期間ごとの最大値または最小値を出力する保持手段と、
第1および第2の表示モードのいずれかを選択するための選択手段と、
前記選択手段により前記第1の表示モードが選択された場合には前記検出手段から出力される検出量を表示し、前記選択手段により前記第2の表示モードが選択された場合には前記保持手段から出力される最大値または最小値を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする検出スイッチ。 - 前記表示手段は、前記しきい値設定手段により設定されたしきい値、または前記しきい値と前記保持手段から出力される前記最大値または最小値との比もしくは差を表示することを特徴とする請求項1記載の検出スイッチ。
- 前記表示手段は、前記保持手段から出力される検出量の最大値または最小値を表示する表示モードであることを示す表示と、前記検出量の最大値または最小値とを時分割に表示することを特徴とする請求項1または2記載の検出スイッチ。
- 前記検出スイッチは、さらに、
前記検出手段から出力される前記検出量が前記しきい値を上回った際に前記検出信号出力手段により検出信号を出力する第1の設定モードと、前記検出手段から出力される前記検出量が前記しきい値を下回った際に前記検出信号出力手段により検出信号を出力する第2の設定モードとを選択可能なモード設定手段を有し、
前記保持手段は、前記モード選択手段により前記第1の設定モードが選択された場合には前記検出量の最大値を保持し、前記第2の設定モードが選択された場合には前記検出量の最小値を保持することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の検出スイッチ。 - 移動している被検出物体の検出位置における存在の有無を検出する光電スイッチであって、
前記検出位置に光を投射する投光手段と、
前記検出位置からの透過光または反射光を受光する受光手段と、
前記受光手段の受光量を出力する検出手段と、
しきい値を設定するしきい値設定手段と、
前記検出手段から出力される受光量を前記しきい値設定手段により設定されたしきい値と比較して比較結果を出力する比較手段と、
前記比較手段から出力される比較結果に基づき、被検出物体の有無を検出信号として出力する検出信号出力手段と、
予め一定時間に設定された保持期間ごとに前記検出手段から出力される受光量の最大値または最小値を保持し、各保持期間ごとの最大値または最小値を出力する保持手段と、
第1および第2の表示モードのいずれかを選択するための選択手段と、
前記選択手段により前記第1の表示モードが選択された場合には前記検出手段から出力される受光量を表示し、前記選択手段により前記第2の表示モードが選択された場合には前記保持手段から出力される最大値または最小値を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする光電スイッチ。
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