光電センサ及び光電センサシステム
【課題】複数の光電センサの受光量表示を統一するとともに、ワークの検出状態とは無関係な僅かな受光量変化を無視し、且つ異常が発生している光電センサを発見しやすい光電センサ及び光電センサシステムを提供する。
【解決手段】スケーリング表示の実行指示を光電センサ３０の制御部３１が受け付けた際に、スケーリング表示実行中の表示上限値よりも大きな値に設定された目標値に受光量を割り当ててスケーリング調整率を算出する。その後に取得された受光量は算出されたスケーリング調整率に基づいてスケーリング後の受光量を求め、スケーリング後の受光量が表示上限値よりも大きくなる場合は表示上限値をスケーリング後の受光量として表示する。
【解決手段】スケーリング表示の実行指示を光電センサ３０の制御部３１が受け付けた際に、スケーリング表示実行中の表示上限値よりも大きな値に設定された目標値に受光量を割り当ててスケーリング調整率を算出する。その後に取得された受光量は算出されたスケーリング調整率に基づいてスケーリング後の受光量を求め、スケーリング後の受光量が表示上限値よりも大きくなる場合は表示上限値をスケーリング後の受光量として表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光量と閾値とを比較することにより所望のワークを検出する光電センサ、及び該光電センサを複数連結して構成される光電センサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光電センサは検出領域に光を投光するとともに、検出領域からの光を受光して、受光した受光量を所定の閾値と比較することにより、検出領域におけるワークの有無を検出する。この種の光電センサの使用態様として、複数の光電センサを連結し、複数の箇所に光を投光してワークの状態監視を行う光電センサシステムが知られている。
【０００３】
光電センサにはＬＥＤやレーザダイオード等の発光素子と、フォトダイオード等の受光素子が内蔵されている。通常の光電センサには発光素子の輝度ばらつきや、受光素子の感度やオフセットなどに個体ばらつきが必ず存在する。また、光ファイバを挿入して該光ファイバを用いて光を導光するタイプの光電センサであれば、光ファイバの挿入ばらつきによる光結合効率のばらつきも存在し、これら個体ばらつきにより、複数の光電センサをたとえ同一環境下で用いたとしても、各光電センサが取得する受光量は完全に同一にはならない。
【０００４】
光電センサ毎に取得する受光量が異なっていると、各光電センサの特性に合致した閾値の設定が必要となりユーザにとって手間がかかる上、同一環境下で光電センサを使用しているにも関わらず、受光量表示が光電センサ毎に異なっているとユーザの装置への信頼を損ねる虞がある。
【０００５】
これに対して、従来から受光量をスケーリングして表示するスケーリング機能が知られている。このスケーリング機能は、受光量を予め設定されたスケーリング目標値に調整するとともに、その後取得された受光量をスケーリング調整率に基づいて拡大又は縮小して表示するものである（例えば特許文献１）。スケーリング機能としては実際に取得される受光量がスケーリング目標値に近づくように発光素子や受光素子を制御するものや、実際に得られる受光量は変化させずに受光量の表示値を拡大又は縮小して表示するものが知られている。
【０００６】
このスケーリング機能を実行することにより、複数の光電センサの受光量表示を同じ値に容易に設定することができるため、複数の光電センサの閾値を統一的に管理できるばかりでなく、ユーザに対して受光量表示の見栄えを向上することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１５８４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述した従来のスケーリング機能は、スケーリング目標値に一致するように各光電センサの受光量をハード的あるいはソフト的に調整するだけなので、ワークの検出状態とは無関係な僅かな環境変動や汚れなどに起因する光量変動が原因で受光量表示にスケーリング機能実行後、直ぐにばらつきが生じてしまう。したがって、ユーザは頻繁にスケーリング機能を実行する必要があり手間がかかる。また、スケーリング機能を実行すると元の受光量が分からなくなるため、スケーリング目標値が光電センサ毎に異なっていると、どの程度の受光量の低下が発生しているかをユーザが把握し難いという問題があり、受光量の低下が許容できる範囲内なのか、あるいは早急にメンテナンスが必要な状態なのかを容易に判断することができない。
【０００９】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、複数の光電センサの受光量表示を統一するとともにワークの検出状態とは無関係な光量変動の影響を受けずに受光量表示を安定させ、且つ異常が発生している光電センサを発見しやすい光電センサ及び光電センサシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題を解決するために、本発明の光電センサは、検出領域に向けて光を投光する投光部と、前記検出領域からの光を受光して受光信号を生成する受光部と、該受光部で生成された受光信号に基づいて受光量を求め、予め定められた閾値と比較して検出領域におけるワークの有無を検出する光電センサであって、前記受光量を表示する表示部と、前記表示部に表示された受光量を予め定められた目標値に割り当てるスケーリング機能の実行指示を行うための操作部と、前記スケーリング機能の実行指示を受け付けた時の受光量を予め定められた目標値に割り当てると共に、前記受光量を該目標値に割り当てるための拡大率又は縮小率であるスケーリング調整率を算出し、その後取得された受光量を前記スケーリング調整率に基づいて拡大又は縮小したスケーリング後の受光量を前記表示部に表示させる制御部とを備え、前記制御部は、前記受光量を前記スケーリング機能実行中の表示上限値よりも大きな値に設定された目標値に割り当て、前記スケーリング後の受光量が前記表示上限値よりも大きな値となる場合は前記表示上限値をそのときのスケーリング後の受光量として前記表示部に表示させることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、スケーリング機能の実行指示を制御部が受け付けた際に、スケーリング機能実行中の表示上限値よりも大きな値に設定された目標値に受光量を割り当てるため、スケーリング機能を実行すると表示部にはまずスケーリング後の受光量として表示上限値が表示される。その後取得された受光量をスケーリング調整率に基づいて拡大又は縮小してスケーリング後の受光量を表示する。このときのスケーリング後の受光量は、受光量をスケーリング機能実行中の表示上限値よりも大きな目標値に割り当てた際に得られるスケーリング調整率に基づいて算出される。したがって、複数の光電センサに対して上記スケーリング機能を実行すれば、全ての光電センサの表示を表示上限値に統一することができる。また、実際の受光量はこの表示上限値よりも大きな目標値に割り当てられるため、僅かな受光量の減少があってもスケーリング後の受光量は表示上限値のままである。したがって、ワークの状態とは無関係な環境変動に起因する僅かな受光量の減少の影響を受けず、非常に安定した表示が可能になる。
【００１２】
更に、ワークの状態とは無関係に大きな受光量の減少が発生していると、スケーリング後の受光量が表示上限値よりも下回って表示される。このような場合は、その光電センサに何らかの異常が発生している可能性が考えられる。したがって、ユーザにとっては異常な光電センサを発見しやすくなる。
【００１３】
ここで、前記制御部は前記スケーリング機能の実行指示を受け付けた際に、前記表示上限値に対して予め定められた比率の大きさに設定された閾値を設定するようにしてもよい。
【００１４】
これにより、閾値は目標値ではなくスケーリング機能実行時の表示上限値に対して予め定められた比率の大きさに設定されるので、目標値の大きさに依存せずに全ての光電センサに同じ閾値が自動的に設定され、複数の光電センサの閾値を一元的に管理することができる。
【００１５】
ここで、前記表示部は、前記閾値を表示する第１表示部と、前記受光量を表示する第２表示部とからなり、前記制御部は前記スケーリング後の受光量を前記第２表示部に表示中に、前記操作部の操作を受け付けて前記表示上限値に対する前記閾値の比率を変更することにより該閾値の調整処理が実行可能であり、前記閾値の調整後に再度スケーリング機能の実行指示を受け付けた場合に、そのときの受光量を前記目標値に割り当てて新たなスケーリング後の受光量を前記表示部に表示する一方で、前記閾値は前記変更後の比率を維持するようにしてもよい。
【００１６】
これにより、スケーリング機能実行中に表示上限値に対する閾値の比率を変更して閾値の調整処理を実行した後に、再度スケーリング表示を実行したときに、変更後の比率が維持されて閾値が再設定されるので、再スケーリング後にユーザが再度閾値の調整を行う必要がない。
【００１７】
ここで、前記制御部は前記スケーリング機能が解除された際に、前記スケーリング機能実行中のスケーリング後の受光量と閾値との比率を維持するように、スケーリング機能解除後の受光量に対して閾値を再設定するようにしてもよい。
【００１８】
これにより、ユーザがスケーリング機能を解除した後も、スケーリング機能実行中のスケーリング後の受光量と閾値との比率が維持されるので、スケーリング機能を解除した後に閾値を再設定する必要がない。
【００１９】
ここで、前記制御部は前記操作部による操作を受け付けて前記目標値を前記表示上限値と等しくするか、あるいは前記表示上限値よりも大きくするかを選択可能であり、前記表示上限値よりも大きくする場合は所定範囲内で前記目標値を設定変更可能に構成してもよい。
【００２０】
これにより、例えばユーザが目標値を表示上限値と等しく設定した場合は、僅かでも受光量の減少が発生すると、この減少を直ぐに表示に反映させることができる。一方で目標値を表示上限値よりも大きく設定する場合は、目標値を所定範囲内で設定できるので、表示に反映させない受光量の減少幅をユーザが設定できる。
【００２１】
ここで、前記表示部は前記スケーリング表示実行中に、該スケーリング表示が実行中であることを示す表示を行うようにしてもよい。
【００２２】
これにより、ユーザは現在の表示が受光量表示なのか、あるいはスケーリング後の受光量なのかを容易に判断できる。
【００２３】
ここで、前記光電センサは他の光電センサと通信するための接続手段を備え、該光電センサを前記接続手段を介して複数連結して構成され、前記制御部は前記操作部によるスケーリング機能の実行指示を受け付けるとともに、前記接続手段に接続された他の光電センサに前記スケーリング機能の実行指示を送信し、他の光電センサの制御部は、前記スケーリング機能の実行指示を受け付けて前記スケーリング機能を実行するようにしてもよい。
【００２４】
これにより、複数の光電センサが連結して用いられる光電センサシステムにおいて、一の光電センサにスケーリング表示の実行指示を与えると、他の光電センサにもスケーリング表示の実行指示が与えられるので、複数の光電センサの表示を手間をかけずに一斉に統一することができる。
【００２５】
ここで、前記制御部は、前記スケーリング機能実行中に前記操作部による前記閾値の調整処理を受け付けた際に、前記閾値の調整処理を実行するとともに前記接続手段を介して接続された他の光電センサに前記閾値の調整処理を示す信号を送信し、前記他の光電センサの制御部は前記閾値の調整処理を示す信号を受け付けて閾値の調整処理を実行するようにしてもよい。
【００２６】
これにより、複数の光電センサが連結して用いられる光電センサシステムにおいて、スケーリング機能実行中に一の光電センサの閾値の調整処理を指示すると、他の光電センサにも閾値の調整処理の指示が与えられる。したがって、スケーリング表示実行後に、ユーザが複数の光電センサに個別に閾値調整を行う必要がなく、複数の光電センサの閾値調整を簡便に行うことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、複数の光電センサの受光量表示を統一するとともにワークの検出状態とは無関係な僅かな受光量変化の影響を受けない安定した受光量表示を実現し、且つ異常が発生している光電センサを発見しやすい光電センサ及び光電センサシステムを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施の形態における光電センサについて詳細に説明する。図１（ａ）は本実施の形態における光電センサ３０を一方の側面から見た状態の斜視図であり、図１（ｂ）は光電センサ３０を反対側の側面から見た状態の斜視図である。また図２は光電センサ３０を上面から見た図である。光電センサ３０は図１（ａ）、（ｂ）に示すように、幅が狭いケース５１に部材を収容したユニットである。ケース５１の上面には４桁の７セグメントＬＥＤで形成された表示部３４や各種のスイッチから成る操作部３５が設けられている。表示部３４はセンサの受光量と設定閾値や、受光量と余裕度などの値を同時にデジタル表示可能である。
【００２９】
操作部３５は、アップダウンスイッチ３５ａ、セットスイッチ３５ｂ、モードスイッチ３５ｃ、チャンネルセレクタ３５ｄ、プリセットスイッチ３５ｅを備え、表示部３４はケース５１の長手方向に横並びに隣接して配置された第１、第２の表示部３４ａ、３４ｂが設けられている。各表示部３４ａ、３４ｂはそれぞれ４桁の７セグメントＬＥＤで構成されている。
【００３０】
ケース５１の上部には、上面を覆う着脱自在のカバーが設けられるが、図１では省略している。また、ケース５１の長手方向端部には、光ファイバ３２ａ、３３ａを装着するヘッド装着孔５２ａ、５２ｂと、光ファイバ３２ａ、３３ａを装着するヘッド装着孔５２ａ、５２ｂと、光ファイバ３２ａ、３３ａを固定する固定レバーが設けられている。
【００３１】
図１（ａ）に示すようにケース５１の一方の側面には、コネクタ３７が設けられている。また、ケース５１の一方の側面には、長手方向両端部に近接して係合突起５３ａ、５３ｂが設けられている。この係合突起５３ａ、５３ｂは、後述するネットワークユニット１０と係合させるためのもので、ネットワークユニット１０との連結の際の位置決めと接続を行う物理的な接続手段を構成している。コネクタ３７は上流側のネットワークユニット１０又は光電センサ３０と電気的に接続する接続手段を構成している。
【００３２】
図１（ｂ）に示すようにケース５１の他方の側面にはコネクタ３７と対象な位置にコネクタ３８が設けられている。また、ケース５１の他方の側面には、長手方向両端部に近接して係合凹部５４ａ、５４ｂが設けられている。この係合凹部５４ａ、５４ｂは、下流の光電センサ３０に設けられた係合突起を嵌入させて係合するもので、光電センサ３０同士の連結の際の位置決めと接続を行う物理的な接続手段を構成している。コネクタ３８は下流側の光電センサ３０と電気的に接続する接続手段を構成している。
【００３３】
本実施の形態における光電センサ３０はネットワークユニット１０を介して、図示しないＰＬＣ等の上位制御装置にデータを転送したり、あるいは上位制御装置からの命令を受け付けることができる。図３は複数の光電センサ３０を連結し、ネットワークユニット１０を介して上位制御装置に接続される連設型センサシステムの構成を示す図である。ネットワークユニット１０はネットワークポート１８を有し、ネットワークポート１８を介して上位制御装置から各光電センサに個別に、あるいは同時に外部入力信号を入力することができる。
【００３４】
図４は、光電センサ３０の内部構成を示す機能ブロック図である。光電センサ３０は、１チップのゲートアレイやマイクロプロセッサを用いて形成した制御部３１を有している。制御部３１はタイミング制御部３１ａ、判定部３１ｂ、シリアル通信部３１ｃ、表示制御部３１ｄを内部に備えている。また制御部３１には発光部３２、受光部３３、表示部３４、操作部３５、メモリ３６、出力トランジスタＱ１及びコネクタ３７、３８が接続されている。
【００３５】
制御部３１は、シリアル伝送ライン４１を介してネットワークユニット１０との間でシリアル信号を送受信する機能を有する。また、光電センサ３０内のパラメータが更新されたときにメモリ３６が保持する更新フラグをオンとし、パラメータの送出を終えるとこのフラグをリセットする機能を有している。
【００３６】
判定部３１ｂは受光量を所定の閾値により弁別してオン／オフの二値化された判別信号に変換する判別部である。センサの判別信号は出力用トランジスタＱ１を介して外部に直接出力される。
【００３７】
シリアル通信部３１ｃはコネクタ３７、３８のシリアル伝送ライン４１に接続され、連設型センサシステム１に接続されるネットワークユニット１０との間でシリアル通信を行うもので、シリアル伝送手段を構成している。
【００３８】
表示制御部３１ｄは、受光部３３が受光した受光量や予め設定された閾値を表示部３４に表示させる。また、操作部３５による操作を受け付けて、操作内容に対応した表示を表示部３４に表示させる。
【００３９】
発光部３２はタイミング制御部３１ａからのタイミング信号に基づいて発光素子を駆動するものである。発光素子からの光は光ファイバ３２ａを介して伝送されて先端から光を輻射する。光ファイバ３２ａから輻射される光は物体検知領域を介して光ファイバ３３ａに入射し、受光部３３に導かれる。受光部３３は入射光を電気信号に変換し、増幅するものである。
【００４０】
メモリ３６は、検出された受光量、判別信号を記憶する揮発性メモリと、各光電センサで個別に設定される設定パラメータや初期化情報等を記憶する不揮発性メモリとからなり、このメモリの詳細については後述する。
【００４１】
コネクタ３７は、ネットワークユニット１０と隣接する光電センサ３０のコネクタ３８と互いに接続可能となっている。またコネクタ３７はシリアル伝送ライン４１の上流側に接続される２個の接続端子３７ａ、３７ｂと、コネクタ３８の接続端子３８ａ、３８ｂとの間は各々直接接続されてシリアル伝送ライン４１が形成されている。
【００４２】
コネクタ３８はシリアル伝送ライン４１の下流側に接続される２個の接続端子３８ａ、３８ｂを有する。コネクタ３７の接続端子３７ａ、３７ｂと、コネクタ３８の接続端子３８ａ、３８ｂとの間は各々直接接続されてシリアル伝送ライン４１が形成されている。
【００４３】
コネクタ３７の接続端子３７ｃはタイミング制御部３１ａを介してコネクタ３８の接続端子３８ｃに接続されている。また、コネクタ３７の接続端子３７ｄ、３７ｅとコネクタ３８の接続端子３８ｄ、３８ｅとの間は各々直接接続され、光電センサ３０の内部に電源を供給すると共に、下流の光電センサ３０に電源を供給する。
【００４４】
以上のように構成された本実施の形態における光電センサ３０のプリセット機能について説明する。図５は本発明におけるプリセット機能実行時の表示部３４の画面遷移を示す図である。図５の例では、３台の光電センサ３０−１、３０−２、３０−３がネットワークユニット１０を介して上位制御装置４２に接続されているものとする。各光電センサは通常表示状態で表示部３４ａに閾値、表示部３４ｂにそのときの受光量を表示し、図５の例では透過型の光電センサにおいてワークにより遮光されていない状態の受光量を示している。
【００４５】
図５（ａ）に示すように、各光電センサは同一環境下で使用されていても、内蔵する発光素子の輝度や受光素子の感度やオフセット、光ファイバの挿入位置の精度等に個体ばらつきがあり、受光量が同じにはならない。したがって、例えば閾値を入光状態にあるときの受光量の９０％の受光量に設定したい場合は、図５（ａ）に示すように光電センサ毎に個別に異なる閾値を設定する必要があり、ユーザにとっては非常に手間がかかる。
【００４６】
そこで、ユーザは各光電センサのプリセットスイッチ３５ｅを押下するか、あるいは外部入力機能として受光量のスケーリング処理を行うプリセット機能を設定し、各光電センサに外部入力信号を入力すると図５（ｂ）に示すように、現在の受光量が所定の目標値にスケーリングされ、全ての光電センサの受光量が統一される。本実施の形態ではプリセット機能実行時の表示上限値が１００、プリセット機能実行後の初期閾値がその半分の５０に固定されている。プリセット機能実行時の表示上限値とは４桁の表示部３４ｂで表現できる表示最大値（９９９９）ではなく、それよりも小さな値に固定される。本実施の形態では表示上限値が１００に固定されているが、これに限らず、２００や１０００等をプリセット機能実行時の表示上限値としてもよい。また、本実施の形態ではプリセット機能実行時の初期閾値を５０に設定したが、上記表示上限値よりも小さな値であれば、これに限られるものではない。
【００４７】
プリセット表示３４ｃはプリセット表示機能が実行中か否かを示す表示であり、プリセット機能実行中のみ点灯する。ユーザはプリセット表示３４ｃを確認することにより、現在表示されている閾値及び受光量がスケーリング前の値か、スケーリング後の値であるかを容易に判断できる。
【００４８】
図６は本実施の形態におけるプリセット機能を説明するための図である。表示部３４ａに閾値、表示部３４ｂに受光量を表示する通常表示（ａ）の状態から外部入力信号、あるいはプリセットスイッチ３５ｅの押下を受け付けると、光電センサ３０の制御部３１は現在の受光量（ここでは２２００）を予め定められた目標値（ここでは１１０）にスケーリングする。目標値はユーザにより設定変更が可能であり、図６（ｂ）に示すようにプリセット機能実行時の表示上限値よりも大きな値に設定できる。スケーリングした受光量は表示部３４ｂに表示され、閾値は表示上限値の半分の５０に自動的に設定され、表示部３４ａに表示される。
【００４９】
プリセット機能が実行されると、光電センサ３０の制御部３１は現在の受光量を目標値に割り当てたときのスケーリング調整率を算出し、センサ設定情報メモリ３６ｃに記憶する。図６の例では受光量２２００を目標値１１０に割り当てているので、スケーリング調整率として目標値を受光量で割った０．０５が記憶される。制御部３１はプリセット機能実行後に新たに取得される受光量をこのスケーリング調整率０．０５を掛けて表示部３４ｂに表示しようとする。しかし、プリセット機能実行時の表示上限値は１００に固定されているため、スケーリング調整率０．０５を掛けて得られたスケーリング後の受光量が１００よりも大きくなる場合は、表示部３４ｂには表示上限値である１００をスケーリング後の受光量として表示する。
【００５０】
図６の例では表示上限値１００をスケーリング前の受光量に換算すると２０００となるため、実際の受光量が２０００よりも小さくならない限り、表示部３４ｂには表示上限値１００の表示が継続される。図６（ｃ）はプリセット機能実行後に環境変動あるいは素子の劣化等の影響で受光量が僅かに減少した例を示している。図６（ｃ）の例ではスケーリング後の受光量が１１０から１０５まで減少したが、表示上限値１００よりは大きな受光量を維持しているため、表示部３４ｂの表示は表示上限値１００が維持されて表示される値に変化は無い。このように、スケーリングを実行する際の目標値を、プリセット機能実行時の表示上限値よりも大きく設定することにより、プリセット機能実行後の僅かな受光量の減少を無視し、本来ユーザが観測したい図６（ｄ）に示すようなワーク検出時の大きな受光量の変動のみを表示部３４ｂに反映させることができる。したがって、プリセット機能実行直後に環境変動や汚れに起因する光量変動の影響を受けて受光量表示がばらついてしまう虞がない。
【００５１】
また、図６（ｅ）に示すように、ワークを検出していないにも関わらずスケーリング後の受光量が表示上限値１００よりも小さく表示されている場合には、無視できないレベルの大きな環境変化や素子の劣化等が生じていると判断することができる。このような場合は、再度プリセット機能を実行して、閾値の再設定を行うか、使用環境のメンテナンスや交換等の対処を行うことができる。このように、本実施の形態によれば、ユーザによるメンテナンスが必要なレベルで受光量が減少している光電センサのみを容易に識別することができる。
【００５２】
上述した目標値は、表示上限値１００よりも大きな所定範囲（例えば１００〜２００）でユーザが自由に設定変更可能である。目標値を大きく設定すると、大きな受光量の減少が無い限り表示部３４ｂには表示上限値の表示が継続し、逆に目標値を表示上限値に近づけて設定すると、僅かな受光量の減少が表示部３４ｂに反映される。したがって、ユーザは用途に応じた目標値を設定することにより、受光量がどの程度減少したら表示部３４ｂの表示を変化させるかを任意に設定することができる。また、プリセット機能実行直後からの受光量の減少を正確に把握したいユーザのために目標値を表示上限値と等しく設定することも可能である。
【００５３】
プリセット機能実行時の閾値は表示上限値に対して所定の比率（本実施の形態では５０％）の値に設定される。ユーザにより値が変更可能な目標値ではなく、固定された表示上限値に対する比率で閾値が設定されるため、複数の光電センサの目標値が異なる場合でも閾値を同じ値に一元管理できる。また、内部的には実際に取得した受光量が表示上限値よりも大きな値に割り当てられていても、ユーザは表示部３４ｂに表示されている受光量を現在の受光量として認識するため、閾値を実際に表示される表示上限値に対する比率で設定することによりユーザによる無用な混乱を防止することができる。
【００５４】
プリセット機能実行中の閾値はアップダウンスイッチ３５ａを操作することにより、ユーザが調整することができる。図７はプリセット機能実行後に閾値を変更した場合の表示画面の遷移と各表示画面が表示されているときのスケーリング前の受光量と閾値の対比を示す図である。図７に示すように表示部３５にはプリセット機能が実行されるとスケーリング後の受光量と閾値（以下、表示閾値）を表示するが、内部的には制御部３１によりスケーリング前の実際の受光量と閾値（以下、判別閾値）との比較に基づいて判別信号が出力されている。通常表示状態の図７（ａ）の状態からプリセットスイッチ３５ｅを押下すると、プリセット機能が実行されて、図７（ｂ）に示すように受光量２０００が目標値１００にスケーリングされ、スケーリング後の受光量１００が表示される。ここでは目標値が表示上限値１００と等しく設定されているものとする。プリセット機能が実行されると表示閾値は表示上限値１００の５０％にあたる５０が初期表示されるが、アップダウンスイッチ３５ａを操作することで、図７（ｃ）に示すように変更することができる。表示閾値を例えば５０から９０に変更すると、スケーリング前の受光量に対する判別閾値は１０００から１８００に変更される。
【００５５】
図７（ｄ）に示すように、環境変動や汚れ等による光量変動の影響で受光量が減少すると、ユーザはプリセットスイッチ３５ｅを押下することにより、再度プリセット機能を実行することができる。図７（ｄ）の例では、プリセットスイッチ３５ｅを再度押下することで受光量１９００が目標値１００に再度スケーリングされてスケーリング後の受光量１００が表示される。光電センサ３０の制御部３１は、プリセットスイッチ３５ｅの押下を受け付けると、受光量１９００を目標値１００に割り当てるとともに、スケーリング前の受光量に対する判別閾値を受光量１９００の９０％に当たる１７１０に変更する（図７（ｅ）参照）。表示閾値は変更されず、表示閾値９０を維持する。このように、表示閾値を一度変更した後に再度プリセット機能が実行されても、表示上限値に対する表示上の閾値の比率を維持するように、判別閾値を変更する。したがって、プリセット機能を実行する度に、そのときの受光量に対応した所望の比率の閾値を自動的に設定することができるので、メンテナンスを簡便に行うことができる。
【００５６】
図７（ｆ）に示すように例えばプリセットスイッチ３５ｅを長押しすることにより、プリセット表示から通常表示に移行させることができる。通常表示に移行するとプリセット表示中のスケーリング後の受光量と表示閾値との相対関係を維持した状態で、実際の受光量と閾値が表示される。
【００５７】
本実施の形態における光電センサ３０は、図３で説明したように複数の光電センサを連結して光電センサシステムを構成することができる。上述したように、各光電センサは同一環境下で使用されていても、内蔵する発光素子の輝度や受光素子の感度やオフセット、光ファイバの挿入位置の精度に個体ばらつきがあり、受光量が同じにはならない。図８は４台の光電センサを連結して用いた場合の各光電センサの表示部の画面遷移を示す図である。図８（ａ）に示すように、各光電センサの受光量は同一環境下でも異なる。そこで、上述したプリセット機能を用いると図８（ｂ）に示すように複数の光電センサの受光量をスケーリングし、受光量及び閾値の表示を統一することができる。
【００５８】
上述したプリセット機能は、外部入力機能として各光電センサにプリセット機能を設定しておき、外部入力信号を上位制御装置１４から入力するか、あるいは各光電センサに設けられたプリセットスイッチ３５ｅを押下することにより実行することができる。プリセットスイッチ３５ｅを押下してプリセット機能を実行させる場合は、図８（ｂ）に示すように全ての光電センサのプリセットスイッチ３５ｅを押下しなくても、共通キー操作機能を用いて親機である光電センサ３０−１のプリセットスイッチ３５ｅを押下することで、光電センサ３０−１に連結された他の光電センサにプリセット機能を実行させることができる。
【００５９】
親機である光電センサ３０−１の制御部３１はプリセットスイッチ３５ｅの操作を受け付けると、シリアル伝送ライン４１を介して他の光電センサ３０−２〜３０−４にプリセット機能を実行させるプリセット実行信号を送信する。光電センサ３０−４には予めキーロックが設定されており、親機からのプリセット実行信号を受け付けてもプリセット機能を実行せず、表示部３４ａにキーロックが設定されていることを示す「Ｌｏｃ」を表示する。キーロック設定は、各光電センサの操作部３５を操作して予め設定しておくことができる。
【００６０】
プリセット機能を実行させる信号を受け付けた光電センサ３０−２、３０−３はプリセット機能を実行し、そのときの受光量を目標値にスケーリングして、スケーリング後の受光量を表示するとともに、閾値を初期値である５０に設定する。初期閾値５０から閾値を変更したい場合は、親機である光電センサのアップダウンスイッチ３５ａを操作して閾値を変更することができる。光電センサ３０の制御部３１は閾値変更の操作を受け付けると、閾値の変更処理を実行するとともに、シリアル伝送ライン４１を介して、他の光電センサ３０−２、３０−３に閾値調整信号を送信し、図８（ｃ）に示すように他の光電センサの閾値を同時に変更することができる。例えば、アップダウンスイッチ３５ａで光電センサ３０−１の閾値を１上げる操作を行うと、他の光電センサ３０−２、３０−３の閾値を１上げることができる。
【００６１】
このように、本実施の形態における共通キー操作は、親機である光電センサの操作と子機の光電センサの操作を完全に共通化することができる。すなわち、プリセット機能を実行するための親機に対する操作を受け付けて、子機にプリセット機能を実行させるだけではなく、閾値を変更するためのアップダウンスイッチ３５ａの１回の操作毎に子機に閾値調整信号を送信し、閾値の変更結果を各光電センサの表示部３４ａにリアルタイムに更新して表示することができる。したがって、ユーザは親機である光電センサ３０−１に対するプリセット機能の実行指示、及び閾値の変更設定を行うだけで子機に対する光電センサ３０−２、３０−３に対する設定を同時に完了することができる。
【００６２】
親機からの共通キー操作を受け付けたくない光電センサが連結されている場合は、その光電センサに対して上述したキーロック設定を行うか、あるいは共通キー操作の受付を無効にすることができる。これらの設定は、操作部３５を操作して表示部３４に設定メニューを呼び出して設定可能であり、設定情報は各光電センサの設定情報メモリ３６ｃに記憶される。
【００６３】
プリセット機能実行時にスケーリング目標値が表示上限値よりも大きく設定されている場合は、僅かな受光量の減少は表示部３４には反映されず、スケーリング後の受光量として表示上限値の表示が継続される。しかし、図８（ｄ）に示すセンサ３０−２の受光量表示のように、素子の劣化や環境変動の影響で大きく受光量が減少してくると、表示される受光量は表示上限値１００を下回りスケーリング後の受光量が表示される。このような場合は、光電センサ３０−２のプリセットスイッチ３５ｅを押下することにより、再度プリセット機能を実行することで、受光量表示を他の光電センサの受光量表示と再び統一することができる。
【００６４】
以上説明したように、本発明によれば、スケーリング表示の実行指示を制御部が受け付けた際に、スケーリング表示実行中の表示上限値よりも大きな値に設定された目標値に受光量を割り当てるため、僅かな受光量の減少があってもスケーリング後の受光量は表示上限値が表示される。したがって、ワークの状態とは無関係な環境変動に起因する光量変動の影響を受けず、非常に安定した表示が可能になる。
【００６５】
特に、複数の光電センサを連結して用いる場合は複数の光電センサの受光量表示を統一し、閾値を一元的に管理できる他、その後の僅かな受光量変動を無視するため、長期的に受光量表示が統一された状態を維持できる。また、これらを外部入力あるいは共通キー操作により一括設定することができる。したがって、ユーザによる複数の光電センサに対する煩雑な設定を不要とし、且つ各光電センサの個体差に起因する受光量のばらつきによる受光量・閾値の個別管理を不要とするなど優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の光電センサ３０を側面から見た状態の斜視図である。
【図２】本発明の光電センサ３０を上面から見た状態の図である。
【図３】本発明の光電センサシステムを側面から見た状態の斜視図である。
【図４】本発明の光電センサのブロック構成図である。
【図５】本発明のプリセット機能実行時の表示部３４の画面遷移を示す図である。
【図６】本発明のプリセット機能を説明するための図である。
【図７】本発明のプリセット機能実行時に閾値を変更した場合の表示部３４の画面遷移と実際の閾値と受光量の対比図である。
【図８】本発明の複数の光電センサを連結して用いた場合における共通キー操作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６７】
１ 連設型センサシステム
１０ ネットワークユニット
１１，３１ 制御部
３０−１〜３０−１６ 光電センサ
３４ 表示部
３５ 操作部
４２ 上位制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光量と閾値とを比較することにより所望のワークを検出する光電センサ、及び該光電センサを複数連結して構成される光電センサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光電センサは検出領域に光を投光するとともに、検出領域からの光を受光して、受光した受光量を所定の閾値と比較することにより、検出領域におけるワークの有無を検出する。この種の光電センサの使用態様として、複数の光電センサを連結し、複数の箇所に光を投光してワークの状態監視を行う光電センサシステムが知られている。
【０００３】
光電センサにはＬＥＤやレーザダイオード等の発光素子と、フォトダイオード等の受光素子が内蔵されている。通常の光電センサには発光素子の輝度ばらつきや、受光素子の感度やオフセットなどに個体ばらつきが必ず存在する。また、光ファイバを挿入して該光ファイバを用いて光を導光するタイプの光電センサであれば、光ファイバの挿入ばらつきによる光結合効率のばらつきも存在し、これら個体ばらつきにより、複数の光電センサをたとえ同一環境下で用いたとしても、各光電センサが取得する受光量は完全に同一にはならない。
【０００４】
光電センサ毎に取得する受光量が異なっていると、各光電センサの特性に合致した閾値の設定が必要となりユーザにとって手間がかかる上、同一環境下で光電センサを使用しているにも関わらず、受光量表示が光電センサ毎に異なっているとユーザの装置への信頼を損ねる虞がある。
【０００５】
これに対して、従来から受光量をスケーリングして表示するスケーリング機能が知られている。このスケーリング機能は、受光量を予め設定されたスケーリング目標値に調整するとともに、その後取得された受光量をスケーリング調整率に基づいて拡大又は縮小して表示するものである（例えば特許文献１）。スケーリング機能としては実際に取得される受光量がスケーリング目標値に近づくように発光素子や受光素子を制御するものや、実際に得られる受光量は変化させずに受光量の表示値を拡大又は縮小して表示するものが知られている。
【０００６】
このスケーリング機能を実行することにより、複数の光電センサの受光量表示を同じ値に容易に設定することができるため、複数の光電センサの閾値を統一的に管理できるばかりでなく、ユーザに対して受光量表示の見栄えを向上することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１５８４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述した従来のスケーリング機能は、スケーリング目標値に一致するように各光電センサの受光量をハード的あるいはソフト的に調整するだけなので、ワークの検出状態とは無関係な僅かな環境変動や汚れなどに起因する光量変動が原因で受光量表示にスケーリング機能実行後、直ぐにばらつきが生じてしまう。したがって、ユーザは頻繁にスケーリング機能を実行する必要があり手間がかかる。また、スケーリング機能を実行すると元の受光量が分からなくなるため、スケーリング目標値が光電センサ毎に異なっていると、どの程度の受光量の低下が発生しているかをユーザが把握し難いという問題があり、受光量の低下が許容できる範囲内なのか、あるいは早急にメンテナンスが必要な状態なのかを容易に判断することができない。
【０００９】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、複数の光電センサの受光量表示を統一するとともにワークの検出状態とは無関係な光量変動の影響を受けずに受光量表示を安定させ、且つ異常が発生している光電センサを発見しやすい光電センサ及び光電センサシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題を解決するために、本発明の光電センサは、検出領域に向けて光を投光する投光部と、前記検出領域からの光を受光して受光信号を生成する受光部と、該受光部で生成された受光信号に基づいて受光量を求め、予め定められた閾値と比較して検出領域におけるワークの有無を検出する光電センサであって、前記受光量を表示する表示部と、前記表示部に表示された受光量を予め定められた目標値に割り当てるスケーリング機能の実行指示を行うための操作部と、前記スケーリング機能の実行指示を受け付けた時の受光量を予め定められた目標値に割り当てると共に、前記受光量を該目標値に割り当てるための拡大率又は縮小率であるスケーリング調整率を算出し、その後取得された受光量を前記スケーリング調整率に基づいて拡大又は縮小したスケーリング後の受光量を前記表示部に表示させる制御部とを備え、前記制御部は、前記受光量を前記スケーリング機能実行中の表示上限値よりも大きな値に設定された目標値に割り当て、前記スケーリング後の受光量が前記表示上限値よりも大きな値となる場合は前記表示上限値をそのときのスケーリング後の受光量として前記表示部に表示させることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、スケーリング機能の実行指示を制御部が受け付けた際に、スケーリング機能実行中の表示上限値よりも大きな値に設定された目標値に受光量を割り当てるため、スケーリング機能を実行すると表示部にはまずスケーリング後の受光量として表示上限値が表示される。その後取得された受光量をスケーリング調整率に基づいて拡大又は縮小してスケーリング後の受光量を表示する。このときのスケーリング後の受光量は、受光量をスケーリング機能実行中の表示上限値よりも大きな目標値に割り当てた際に得られるスケーリング調整率に基づいて算出される。したがって、複数の光電センサに対して上記スケーリング機能を実行すれば、全ての光電センサの表示を表示上限値に統一することができる。また、実際の受光量はこの表示上限値よりも大きな目標値に割り当てられるため、僅かな受光量の減少があってもスケーリング後の受光量は表示上限値のままである。したがって、ワークの状態とは無関係な環境変動に起因する僅かな受光量の減少の影響を受けず、非常に安定した表示が可能になる。
【００１２】
更に、ワークの状態とは無関係に大きな受光量の減少が発生していると、スケーリング後の受光量が表示上限値よりも下回って表示される。このような場合は、その光電センサに何らかの異常が発生している可能性が考えられる。したがって、ユーザにとっては異常な光電センサを発見しやすくなる。
【００１３】
ここで、前記制御部は前記スケーリング機能の実行指示を受け付けた際に、前記表示上限値に対して予め定められた比率の大きさに設定された閾値を設定するようにしてもよい。
【００１４】
これにより、閾値は目標値ではなくスケーリング機能実行時の表示上限値に対して予め定められた比率の大きさに設定されるので、目標値の大きさに依存せずに全ての光電センサに同じ閾値が自動的に設定され、複数の光電センサの閾値を一元的に管理することができる。
【００１５】
ここで、前記表示部は、前記閾値を表示する第１表示部と、前記受光量を表示する第２表示部とからなり、前記制御部は前記スケーリング後の受光量を前記第２表示部に表示中に、前記操作部の操作を受け付けて前記表示上限値に対する前記閾値の比率を変更することにより該閾値の調整処理が実行可能であり、前記閾値の調整後に再度スケーリング機能の実行指示を受け付けた場合に、そのときの受光量を前記目標値に割り当てて新たなスケーリング後の受光量を前記表示部に表示する一方で、前記閾値は前記変更後の比率を維持するようにしてもよい。
【００１６】
これにより、スケーリング機能実行中に表示上限値に対する閾値の比率を変更して閾値の調整処理を実行した後に、再度スケーリング表示を実行したときに、変更後の比率が維持されて閾値が再設定されるので、再スケーリング後にユーザが再度閾値の調整を行う必要がない。
【００１７】
ここで、前記制御部は前記スケーリング機能が解除された際に、前記スケーリング機能実行中のスケーリング後の受光量と閾値との比率を維持するように、スケーリング機能解除後の受光量に対して閾値を再設定するようにしてもよい。
【００１８】
これにより、ユーザがスケーリング機能を解除した後も、スケーリング機能実行中のスケーリング後の受光量と閾値との比率が維持されるので、スケーリング機能を解除した後に閾値を再設定する必要がない。
【００１９】
ここで、前記制御部は前記操作部による操作を受け付けて前記目標値を前記表示上限値と等しくするか、あるいは前記表示上限値よりも大きくするかを選択可能であり、前記表示上限値よりも大きくする場合は所定範囲内で前記目標値を設定変更可能に構成してもよい。
【００２０】
これにより、例えばユーザが目標値を表示上限値と等しく設定した場合は、僅かでも受光量の減少が発生すると、この減少を直ぐに表示に反映させることができる。一方で目標値を表示上限値よりも大きく設定する場合は、目標値を所定範囲内で設定できるので、表示に反映させない受光量の減少幅をユーザが設定できる。
【００２１】
ここで、前記表示部は前記スケーリング表示実行中に、該スケーリング表示が実行中であることを示す表示を行うようにしてもよい。
【００２２】
これにより、ユーザは現在の表示が受光量表示なのか、あるいはスケーリング後の受光量なのかを容易に判断できる。
【００２３】
ここで、前記光電センサは他の光電センサと通信するための接続手段を備え、該光電センサを前記接続手段を介して複数連結して構成され、前記制御部は前記操作部によるスケーリング機能の実行指示を受け付けるとともに、前記接続手段に接続された他の光電センサに前記スケーリング機能の実行指示を送信し、他の光電センサの制御部は、前記スケーリング機能の実行指示を受け付けて前記スケーリング機能を実行するようにしてもよい。
【００２４】
これにより、複数の光電センサが連結して用いられる光電センサシステムにおいて、一の光電センサにスケーリング表示の実行指示を与えると、他の光電センサにもスケーリング表示の実行指示が与えられるので、複数の光電センサの表示を手間をかけずに一斉に統一することができる。
【００２５】
ここで、前記制御部は、前記スケーリング機能実行中に前記操作部による前記閾値の調整処理を受け付けた際に、前記閾値の調整処理を実行するとともに前記接続手段を介して接続された他の光電センサに前記閾値の調整処理を示す信号を送信し、前記他の光電センサの制御部は前記閾値の調整処理を示す信号を受け付けて閾値の調整処理を実行するようにしてもよい。
【００２６】
これにより、複数の光電センサが連結して用いられる光電センサシステムにおいて、スケーリング機能実行中に一の光電センサの閾値の調整処理を指示すると、他の光電センサにも閾値の調整処理の指示が与えられる。したがって、スケーリング表示実行後に、ユーザが複数の光電センサに個別に閾値調整を行う必要がなく、複数の光電センサの閾値調整を簡便に行うことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、複数の光電センサの受光量表示を統一するとともにワークの検出状態とは無関係な僅かな受光量変化の影響を受けない安定した受光量表示を実現し、且つ異常が発生している光電センサを発見しやすい光電センサ及び光電センサシステムを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施の形態における光電センサについて詳細に説明する。図１（ａ）は本実施の形態における光電センサ３０を一方の側面から見た状態の斜視図であり、図１（ｂ）は光電センサ３０を反対側の側面から見た状態の斜視図である。また図２は光電センサ３０を上面から見た図である。光電センサ３０は図１（ａ）、（ｂ）に示すように、幅が狭いケース５１に部材を収容したユニットである。ケース５１の上面には４桁の７セグメントＬＥＤで形成された表示部３４や各種のスイッチから成る操作部３５が設けられている。表示部３４はセンサの受光量と設定閾値や、受光量と余裕度などの値を同時にデジタル表示可能である。
【００２９】
操作部３５は、アップダウンスイッチ３５ａ、セットスイッチ３５ｂ、モードスイッチ３５ｃ、チャンネルセレクタ３５ｄ、プリセットスイッチ３５ｅを備え、表示部３４はケース５１の長手方向に横並びに隣接して配置された第１、第２の表示部３４ａ、３４ｂが設けられている。各表示部３４ａ、３４ｂはそれぞれ４桁の７セグメントＬＥＤで構成されている。
【００３０】
ケース５１の上部には、上面を覆う着脱自在のカバーが設けられるが、図１では省略している。また、ケース５１の長手方向端部には、光ファイバ３２ａ、３３ａを装着するヘッド装着孔５２ａ、５２ｂと、光ファイバ３２ａ、３３ａを装着するヘッド装着孔５２ａ、５２ｂと、光ファイバ３２ａ、３３ａを固定する固定レバーが設けられている。
【００３１】
図１（ａ）に示すようにケース５１の一方の側面には、コネクタ３７が設けられている。また、ケース５１の一方の側面には、長手方向両端部に近接して係合突起５３ａ、５３ｂが設けられている。この係合突起５３ａ、５３ｂは、後述するネットワークユニット１０と係合させるためのもので、ネットワークユニット１０との連結の際の位置決めと接続を行う物理的な接続手段を構成している。コネクタ３７は上流側のネットワークユニット１０又は光電センサ３０と電気的に接続する接続手段を構成している。
【００３２】
図１（ｂ）に示すようにケース５１の他方の側面にはコネクタ３７と対象な位置にコネクタ３８が設けられている。また、ケース５１の他方の側面には、長手方向両端部に近接して係合凹部５４ａ、５４ｂが設けられている。この係合凹部５４ａ、５４ｂは、下流の光電センサ３０に設けられた係合突起を嵌入させて係合するもので、光電センサ３０同士の連結の際の位置決めと接続を行う物理的な接続手段を構成している。コネクタ３８は下流側の光電センサ３０と電気的に接続する接続手段を構成している。
【００３３】
本実施の形態における光電センサ３０はネットワークユニット１０を介して、図示しないＰＬＣ等の上位制御装置にデータを転送したり、あるいは上位制御装置からの命令を受け付けることができる。図３は複数の光電センサ３０を連結し、ネットワークユニット１０を介して上位制御装置に接続される連設型センサシステムの構成を示す図である。ネットワークユニット１０はネットワークポート１８を有し、ネットワークポート１８を介して上位制御装置から各光電センサに個別に、あるいは同時に外部入力信号を入力することができる。
【００３４】
図４は、光電センサ３０の内部構成を示す機能ブロック図である。光電センサ３０は、１チップのゲートアレイやマイクロプロセッサを用いて形成した制御部３１を有している。制御部３１はタイミング制御部３１ａ、判定部３１ｂ、シリアル通信部３１ｃ、表示制御部３１ｄを内部に備えている。また制御部３１には発光部３２、受光部３３、表示部３４、操作部３５、メモリ３６、出力トランジスタＱ１及びコネクタ３７、３８が接続されている。
【００３５】
制御部３１は、シリアル伝送ライン４１を介してネットワークユニット１０との間でシリアル信号を送受信する機能を有する。また、光電センサ３０内のパラメータが更新されたときにメモリ３６が保持する更新フラグをオンとし、パラメータの送出を終えるとこのフラグをリセットする機能を有している。
【００３６】
判定部３１ｂは受光量を所定の閾値により弁別してオン／オフの二値化された判別信号に変換する判別部である。センサの判別信号は出力用トランジスタＱ１を介して外部に直接出力される。
【００３７】
シリアル通信部３１ｃはコネクタ３７、３８のシリアル伝送ライン４１に接続され、連設型センサシステム１に接続されるネットワークユニット１０との間でシリアル通信を行うもので、シリアル伝送手段を構成している。
【００３８】
表示制御部３１ｄは、受光部３３が受光した受光量や予め設定された閾値を表示部３４に表示させる。また、操作部３５による操作を受け付けて、操作内容に対応した表示を表示部３４に表示させる。
【００３９】
発光部３２はタイミング制御部３１ａからのタイミング信号に基づいて発光素子を駆動するものである。発光素子からの光は光ファイバ３２ａを介して伝送されて先端から光を輻射する。光ファイバ３２ａから輻射される光は物体検知領域を介して光ファイバ３３ａに入射し、受光部３３に導かれる。受光部３３は入射光を電気信号に変換し、増幅するものである。
【００４０】
メモリ３６は、検出された受光量、判別信号を記憶する揮発性メモリと、各光電センサで個別に設定される設定パラメータや初期化情報等を記憶する不揮発性メモリとからなり、このメモリの詳細については後述する。
【００４１】
コネクタ３７は、ネットワークユニット１０と隣接する光電センサ３０のコネクタ３８と互いに接続可能となっている。またコネクタ３７はシリアル伝送ライン４１の上流側に接続される２個の接続端子３７ａ、３７ｂと、コネクタ３８の接続端子３８ａ、３８ｂとの間は各々直接接続されてシリアル伝送ライン４１が形成されている。
【００４２】
コネクタ３８はシリアル伝送ライン４１の下流側に接続される２個の接続端子３８ａ、３８ｂを有する。コネクタ３７の接続端子３７ａ、３７ｂと、コネクタ３８の接続端子３８ａ、３８ｂとの間は各々直接接続されてシリアル伝送ライン４１が形成されている。
【００４３】
コネクタ３７の接続端子３７ｃはタイミング制御部３１ａを介してコネクタ３８の接続端子３８ｃに接続されている。また、コネクタ３７の接続端子３７ｄ、３７ｅとコネクタ３８の接続端子３８ｄ、３８ｅとの間は各々直接接続され、光電センサ３０の内部に電源を供給すると共に、下流の光電センサ３０に電源を供給する。
【００４４】
以上のように構成された本実施の形態における光電センサ３０のプリセット機能について説明する。図５は本発明におけるプリセット機能実行時の表示部３４の画面遷移を示す図である。図５の例では、３台の光電センサ３０−１、３０−２、３０−３がネットワークユニット１０を介して上位制御装置４２に接続されているものとする。各光電センサは通常表示状態で表示部３４ａに閾値、表示部３４ｂにそのときの受光量を表示し、図５の例では透過型の光電センサにおいてワークにより遮光されていない状態の受光量を示している。
【００４５】
図５（ａ）に示すように、各光電センサは同一環境下で使用されていても、内蔵する発光素子の輝度や受光素子の感度やオフセット、光ファイバの挿入位置の精度等に個体ばらつきがあり、受光量が同じにはならない。したがって、例えば閾値を入光状態にあるときの受光量の９０％の受光量に設定したい場合は、図５（ａ）に示すように光電センサ毎に個別に異なる閾値を設定する必要があり、ユーザにとっては非常に手間がかかる。
【００４６】
そこで、ユーザは各光電センサのプリセットスイッチ３５ｅを押下するか、あるいは外部入力機能として受光量のスケーリング処理を行うプリセット機能を設定し、各光電センサに外部入力信号を入力すると図５（ｂ）に示すように、現在の受光量が所定の目標値にスケーリングされ、全ての光電センサの受光量が統一される。本実施の形態ではプリセット機能実行時の表示上限値が１００、プリセット機能実行後の初期閾値がその半分の５０に固定されている。プリセット機能実行時の表示上限値とは４桁の表示部３４ｂで表現できる表示最大値（９９９９）ではなく、それよりも小さな値に固定される。本実施の形態では表示上限値が１００に固定されているが、これに限らず、２００や１０００等をプリセット機能実行時の表示上限値としてもよい。また、本実施の形態ではプリセット機能実行時の初期閾値を５０に設定したが、上記表示上限値よりも小さな値であれば、これに限られるものではない。
【００４７】
プリセット表示３４ｃはプリセット表示機能が実行中か否かを示す表示であり、プリセット機能実行中のみ点灯する。ユーザはプリセット表示３４ｃを確認することにより、現在表示されている閾値及び受光量がスケーリング前の値か、スケーリング後の値であるかを容易に判断できる。
【００４８】
図６は本実施の形態におけるプリセット機能を説明するための図である。表示部３４ａに閾値、表示部３４ｂに受光量を表示する通常表示（ａ）の状態から外部入力信号、あるいはプリセットスイッチ３５ｅの押下を受け付けると、光電センサ３０の制御部３１は現在の受光量（ここでは２２００）を予め定められた目標値（ここでは１１０）にスケーリングする。目標値はユーザにより設定変更が可能であり、図６（ｂ）に示すようにプリセット機能実行時の表示上限値よりも大きな値に設定できる。スケーリングした受光量は表示部３４ｂに表示され、閾値は表示上限値の半分の５０に自動的に設定され、表示部３４ａに表示される。
【００４９】
プリセット機能が実行されると、光電センサ３０の制御部３１は現在の受光量を目標値に割り当てたときのスケーリング調整率を算出し、センサ設定情報メモリ３６ｃに記憶する。図６の例では受光量２２００を目標値１１０に割り当てているので、スケーリング調整率として目標値を受光量で割った０．０５が記憶される。制御部３１はプリセット機能実行後に新たに取得される受光量をこのスケーリング調整率０．０５を掛けて表示部３４ｂに表示しようとする。しかし、プリセット機能実行時の表示上限値は１００に固定されているため、スケーリング調整率０．０５を掛けて得られたスケーリング後の受光量が１００よりも大きくなる場合は、表示部３４ｂには表示上限値である１００をスケーリング後の受光量として表示する。
【００５０】
図６の例では表示上限値１００をスケーリング前の受光量に換算すると２０００となるため、実際の受光量が２０００よりも小さくならない限り、表示部３４ｂには表示上限値１００の表示が継続される。図６（ｃ）はプリセット機能実行後に環境変動あるいは素子の劣化等の影響で受光量が僅かに減少した例を示している。図６（ｃ）の例ではスケーリング後の受光量が１１０から１０５まで減少したが、表示上限値１００よりは大きな受光量を維持しているため、表示部３４ｂの表示は表示上限値１００が維持されて表示される値に変化は無い。このように、スケーリングを実行する際の目標値を、プリセット機能実行時の表示上限値よりも大きく設定することにより、プリセット機能実行後の僅かな受光量の減少を無視し、本来ユーザが観測したい図６（ｄ）に示すようなワーク検出時の大きな受光量の変動のみを表示部３４ｂに反映させることができる。したがって、プリセット機能実行直後に環境変動や汚れに起因する光量変動の影響を受けて受光量表示がばらついてしまう虞がない。
【００５１】
また、図６（ｅ）に示すように、ワークを検出していないにも関わらずスケーリング後の受光量が表示上限値１００よりも小さく表示されている場合には、無視できないレベルの大きな環境変化や素子の劣化等が生じていると判断することができる。このような場合は、再度プリセット機能を実行して、閾値の再設定を行うか、使用環境のメンテナンスや交換等の対処を行うことができる。このように、本実施の形態によれば、ユーザによるメンテナンスが必要なレベルで受光量が減少している光電センサのみを容易に識別することができる。
【００５２】
上述した目標値は、表示上限値１００よりも大きな所定範囲（例えば１００〜２００）でユーザが自由に設定変更可能である。目標値を大きく設定すると、大きな受光量の減少が無い限り表示部３４ｂには表示上限値の表示が継続し、逆に目標値を表示上限値に近づけて設定すると、僅かな受光量の減少が表示部３４ｂに反映される。したがって、ユーザは用途に応じた目標値を設定することにより、受光量がどの程度減少したら表示部３４ｂの表示を変化させるかを任意に設定することができる。また、プリセット機能実行直後からの受光量の減少を正確に把握したいユーザのために目標値を表示上限値と等しく設定することも可能である。
【００５３】
プリセット機能実行時の閾値は表示上限値に対して所定の比率（本実施の形態では５０％）の値に設定される。ユーザにより値が変更可能な目標値ではなく、固定された表示上限値に対する比率で閾値が設定されるため、複数の光電センサの目標値が異なる場合でも閾値を同じ値に一元管理できる。また、内部的には実際に取得した受光量が表示上限値よりも大きな値に割り当てられていても、ユーザは表示部３４ｂに表示されている受光量を現在の受光量として認識するため、閾値を実際に表示される表示上限値に対する比率で設定することによりユーザによる無用な混乱を防止することができる。
【００５４】
プリセット機能実行中の閾値はアップダウンスイッチ３５ａを操作することにより、ユーザが調整することができる。図７はプリセット機能実行後に閾値を変更した場合の表示画面の遷移と各表示画面が表示されているときのスケーリング前の受光量と閾値の対比を示す図である。図７に示すように表示部３５にはプリセット機能が実行されるとスケーリング後の受光量と閾値（以下、表示閾値）を表示するが、内部的には制御部３１によりスケーリング前の実際の受光量と閾値（以下、判別閾値）との比較に基づいて判別信号が出力されている。通常表示状態の図７（ａ）の状態からプリセットスイッチ３５ｅを押下すると、プリセット機能が実行されて、図７（ｂ）に示すように受光量２０００が目標値１００にスケーリングされ、スケーリング後の受光量１００が表示される。ここでは目標値が表示上限値１００と等しく設定されているものとする。プリセット機能が実行されると表示閾値は表示上限値１００の５０％にあたる５０が初期表示されるが、アップダウンスイッチ３５ａを操作することで、図７（ｃ）に示すように変更することができる。表示閾値を例えば５０から９０に変更すると、スケーリング前の受光量に対する判別閾値は１０００から１８００に変更される。
【００５５】
図７（ｄ）に示すように、環境変動や汚れ等による光量変動の影響で受光量が減少すると、ユーザはプリセットスイッチ３５ｅを押下することにより、再度プリセット機能を実行することができる。図７（ｄ）の例では、プリセットスイッチ３５ｅを再度押下することで受光量１９００が目標値１００に再度スケーリングされてスケーリング後の受光量１００が表示される。光電センサ３０の制御部３１は、プリセットスイッチ３５ｅの押下を受け付けると、受光量１９００を目標値１００に割り当てるとともに、スケーリング前の受光量に対する判別閾値を受光量１９００の９０％に当たる１７１０に変更する（図７（ｅ）参照）。表示閾値は変更されず、表示閾値９０を維持する。このように、表示閾値を一度変更した後に再度プリセット機能が実行されても、表示上限値に対する表示上の閾値の比率を維持するように、判別閾値を変更する。したがって、プリセット機能を実行する度に、そのときの受光量に対応した所望の比率の閾値を自動的に設定することができるので、メンテナンスを簡便に行うことができる。
【００５６】
図７（ｆ）に示すように例えばプリセットスイッチ３５ｅを長押しすることにより、プリセット表示から通常表示に移行させることができる。通常表示に移行するとプリセット表示中のスケーリング後の受光量と表示閾値との相対関係を維持した状態で、実際の受光量と閾値が表示される。
【００５７】
本実施の形態における光電センサ３０は、図３で説明したように複数の光電センサを連結して光電センサシステムを構成することができる。上述したように、各光電センサは同一環境下で使用されていても、内蔵する発光素子の輝度や受光素子の感度やオフセット、光ファイバの挿入位置の精度に個体ばらつきがあり、受光量が同じにはならない。図８は４台の光電センサを連結して用いた場合の各光電センサの表示部の画面遷移を示す図である。図８（ａ）に示すように、各光電センサの受光量は同一環境下でも異なる。そこで、上述したプリセット機能を用いると図８（ｂ）に示すように複数の光電センサの受光量をスケーリングし、受光量及び閾値の表示を統一することができる。
【００５８】
上述したプリセット機能は、外部入力機能として各光電センサにプリセット機能を設定しておき、外部入力信号を上位制御装置１４から入力するか、あるいは各光電センサに設けられたプリセットスイッチ３５ｅを押下することにより実行することができる。プリセットスイッチ３５ｅを押下してプリセット機能を実行させる場合は、図８（ｂ）に示すように全ての光電センサのプリセットスイッチ３５ｅを押下しなくても、共通キー操作機能を用いて親機である光電センサ３０−１のプリセットスイッチ３５ｅを押下することで、光電センサ３０−１に連結された他の光電センサにプリセット機能を実行させることができる。
【００５９】
親機である光電センサ３０−１の制御部３１はプリセットスイッチ３５ｅの操作を受け付けると、シリアル伝送ライン４１を介して他の光電センサ３０−２〜３０−４にプリセット機能を実行させるプリセット実行信号を送信する。光電センサ３０−４には予めキーロックが設定されており、親機からのプリセット実行信号を受け付けてもプリセット機能を実行せず、表示部３４ａにキーロックが設定されていることを示す「Ｌｏｃ」を表示する。キーロック設定は、各光電センサの操作部３５を操作して予め設定しておくことができる。
【００６０】
プリセット機能を実行させる信号を受け付けた光電センサ３０−２、３０−３はプリセット機能を実行し、そのときの受光量を目標値にスケーリングして、スケーリング後の受光量を表示するとともに、閾値を初期値である５０に設定する。初期閾値５０から閾値を変更したい場合は、親機である光電センサのアップダウンスイッチ３５ａを操作して閾値を変更することができる。光電センサ３０の制御部３１は閾値変更の操作を受け付けると、閾値の変更処理を実行するとともに、シリアル伝送ライン４１を介して、他の光電センサ３０−２、３０−３に閾値調整信号を送信し、図８（ｃ）に示すように他の光電センサの閾値を同時に変更することができる。例えば、アップダウンスイッチ３５ａで光電センサ３０−１の閾値を１上げる操作を行うと、他の光電センサ３０−２、３０−３の閾値を１上げることができる。
【００６１】
このように、本実施の形態における共通キー操作は、親機である光電センサの操作と子機の光電センサの操作を完全に共通化することができる。すなわち、プリセット機能を実行するための親機に対する操作を受け付けて、子機にプリセット機能を実行させるだけではなく、閾値を変更するためのアップダウンスイッチ３５ａの１回の操作毎に子機に閾値調整信号を送信し、閾値の変更結果を各光電センサの表示部３４ａにリアルタイムに更新して表示することができる。したがって、ユーザは親機である光電センサ３０−１に対するプリセット機能の実行指示、及び閾値の変更設定を行うだけで子機に対する光電センサ３０−２、３０−３に対する設定を同時に完了することができる。
【００６２】
親機からの共通キー操作を受け付けたくない光電センサが連結されている場合は、その光電センサに対して上述したキーロック設定を行うか、あるいは共通キー操作の受付を無効にすることができる。これらの設定は、操作部３５を操作して表示部３４に設定メニューを呼び出して設定可能であり、設定情報は各光電センサの設定情報メモリ３６ｃに記憶される。
【００６３】
プリセット機能実行時にスケーリング目標値が表示上限値よりも大きく設定されている場合は、僅かな受光量の減少は表示部３４には反映されず、スケーリング後の受光量として表示上限値の表示が継続される。しかし、図８（ｄ）に示すセンサ３０−２の受光量表示のように、素子の劣化や環境変動の影響で大きく受光量が減少してくると、表示される受光量は表示上限値１００を下回りスケーリング後の受光量が表示される。このような場合は、光電センサ３０−２のプリセットスイッチ３５ｅを押下することにより、再度プリセット機能を実行することで、受光量表示を他の光電センサの受光量表示と再び統一することができる。
【００６４】
以上説明したように、本発明によれば、スケーリング表示の実行指示を制御部が受け付けた際に、スケーリング表示実行中の表示上限値よりも大きな値に設定された目標値に受光量を割り当てるため、僅かな受光量の減少があってもスケーリング後の受光量は表示上限値が表示される。したがって、ワークの状態とは無関係な環境変動に起因する光量変動の影響を受けず、非常に安定した表示が可能になる。
【００６５】
特に、複数の光電センサを連結して用いる場合は複数の光電センサの受光量表示を統一し、閾値を一元的に管理できる他、その後の僅かな受光量変動を無視するため、長期的に受光量表示が統一された状態を維持できる。また、これらを外部入力あるいは共通キー操作により一括設定することができる。したがって、ユーザによる複数の光電センサに対する煩雑な設定を不要とし、且つ各光電センサの個体差に起因する受光量のばらつきによる受光量・閾値の個別管理を不要とするなど優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の光電センサ３０を側面から見た状態の斜視図である。
【図２】本発明の光電センサ３０を上面から見た状態の図である。
【図３】本発明の光電センサシステムを側面から見た状態の斜視図である。
【図４】本発明の光電センサのブロック構成図である。
【図５】本発明のプリセット機能実行時の表示部３４の画面遷移を示す図である。
【図６】本発明のプリセット機能を説明するための図である。
【図７】本発明のプリセット機能実行時に閾値を変更した場合の表示部３４の画面遷移と実際の閾値と受光量の対比図である。
【図８】本発明の複数の光電センサを連結して用いた場合における共通キー操作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６７】
１ 連設型センサシステム
１０ ネットワークユニット
１１，３１ 制御部
３０−１〜３０−１６ 光電センサ
３４ 表示部
３５ 操作部
４２ 上位制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出領域に向けて光を投光する投光部と、前記検出領域からの光を受光して受光信号を生成する受光部と、該受光部で生成された受光信号に基づいて受光量を求め、予め定められた閾値と比較して検出領域におけるワークの有無を検出する光電センサであって、
前記受光量を表示する表示部と、
前記表示部に表示された受光量を予め定められた目標値に割り当てるスケーリング機能の実行指示を行うための操作部と、
前記スケーリング機能の実行指示を受け付けた時の受光量を予め定められた目標値に割り当てると共に、前記受光量を該目標値に割り当てるための拡大率又は縮小率であるスケーリング調整率を算出し、その後取得された受光量を前記スケーリング調整率に基づいて拡大又は縮小したスケーリング後の受光量を前記表示部に表示させる制御部とを備え、
前記制御部は、前記受光量を前記スケーリング機能実行中の表示上限値よりも大きな値に設定された目標値に割り当て、前記スケーリング後の受光量が前記表示上限値よりも大きな値となる場合は前記表示上限値をそのときのスケーリング後の受光量として前記表示部に表示させることを特徴とする光電センサ。
【請求項２】
前記制御部は前記スケーリング機能の実行指示を受け付けた際に、前記表示上限値に対して予め定められた比率の大きさに設定された閾値を設定することを特徴とする請求項１に記載の光電センサ。
【請求項３】
前記表示部は、前記閾値を表示する第１表示部と、前記受光量を表示する第２表示部とからなり、
前記操作部は、前記閾値を変更するための閾値調整ボタンを含み、
前記制御部は前記スケーリング後の受光量を前記第２表示部に表示中に、前記閾値調整ボタンの操作を受け付けて前記表示上限値に対する前記閾値の比率を変更することにより該閾値の調整処理が実行可能であり、前記閾値の調整後に再度スケーリング機能の実行指示を受け付けた場合に、そのときの受光量を前記目標値に割り当てて新たなスケーリング後の受光量を前記表示部に表示する一方で、前記閾値は前記変更後の比率を維持することを特徴とする請求項２に記載の光電センサ。
【請求項４】
前記制御部は前記スケーリング機能が解除された際に、前記スケーリング後の受光量と閾値との比率を維持するように、前記スケーリング機能解除後の受光量に対して閾値を再設定することを特徴とする請求項２又は３に記載の光電センサ。
【請求項５】
前記制御部は前記操作部による操作を受け付けて前記目標値を前記表示上限値と等しくするか、あるいは前記表示上限値よりも大きくするかを選択可能であり、前記表示上限値よりも大きくする場合は所定範囲内で前記目標値を設定変更可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一に記載の光電センサ。
【請求項６】
前記表示部は前記スケーリング表示後の受光量を該表示部に表示中であることを示す表示を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか一に記載の光電センサ。
【請求項７】
前記光電センサは他の光電センサと通信するための接続手段を備え、該光電センサを前記接続手段を介して複数連結して構成され、
前記制御部は前記操作部によるスケーリング機能の実行指示を受け付けるとともに、前記接続手段に接続された他の光電センサに前記スケーリング機能の実行指示を送信し、他の光電センサの制御部は、前記スケーリング機能の実行指示を受け付けて前記スケーリング機能を実行することを特徴とする請求項１から６のいずれか一に記載の光電センサを用いた光電センサシステム。
【請求項８】
前記制御部は、前記スケーリング機能実行中に前記操作部による前記閾値の調整処理を受け付けた際に、前記閾値の調整処理を実行するとともに前記接続手段を介して接続された他の光電センサに前記閾値の調整処理を示す信号を送信し、前記他の光電センサの制御部は前記閾値の調整処理を示す信号を受け付けて閾値の調整処理を実行することを特徴とする請求項７に記載の光電センサシステム。
【請求項１】
検出領域に向けて光を投光する投光部と、前記検出領域からの光を受光して受光信号を生成する受光部と、該受光部で生成された受光信号に基づいて受光量を求め、予め定められた閾値と比較して検出領域におけるワークの有無を検出する光電センサであって、
前記受光量を表示する表示部と、
前記表示部に表示された受光量を予め定められた目標値に割り当てるスケーリング機能の実行指示を行うための操作部と、
前記スケーリング機能の実行指示を受け付けた時の受光量を予め定められた目標値に割り当てると共に、前記受光量を該目標値に割り当てるための拡大率又は縮小率であるスケーリング調整率を算出し、その後取得された受光量を前記スケーリング調整率に基づいて拡大又は縮小したスケーリング後の受光量を前記表示部に表示させる制御部とを備え、
前記制御部は、前記受光量を前記スケーリング機能実行中の表示上限値よりも大きな値に設定された目標値に割り当て、前記スケーリング後の受光量が前記表示上限値よりも大きな値となる場合は前記表示上限値をそのときのスケーリング後の受光量として前記表示部に表示させることを特徴とする光電センサ。
【請求項２】
前記制御部は前記スケーリング機能の実行指示を受け付けた際に、前記表示上限値に対して予め定められた比率の大きさに設定された閾値を設定することを特徴とする請求項１に記載の光電センサ。
【請求項３】
前記表示部は、前記閾値を表示する第１表示部と、前記受光量を表示する第２表示部とからなり、
前記操作部は、前記閾値を変更するための閾値調整ボタンを含み、
前記制御部は前記スケーリング後の受光量を前記第２表示部に表示中に、前記閾値調整ボタンの操作を受け付けて前記表示上限値に対する前記閾値の比率を変更することにより該閾値の調整処理が実行可能であり、前記閾値の調整後に再度スケーリング機能の実行指示を受け付けた場合に、そのときの受光量を前記目標値に割り当てて新たなスケーリング後の受光量を前記表示部に表示する一方で、前記閾値は前記変更後の比率を維持することを特徴とする請求項２に記載の光電センサ。
【請求項４】
前記制御部は前記スケーリング機能が解除された際に、前記スケーリング後の受光量と閾値との比率を維持するように、前記スケーリング機能解除後の受光量に対して閾値を再設定することを特徴とする請求項２又は３に記載の光電センサ。
【請求項５】
前記制御部は前記操作部による操作を受け付けて前記目標値を前記表示上限値と等しくするか、あるいは前記表示上限値よりも大きくするかを選択可能であり、前記表示上限値よりも大きくする場合は所定範囲内で前記目標値を設定変更可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一に記載の光電センサ。
【請求項６】
前記表示部は前記スケーリング表示後の受光量を該表示部に表示中であることを示す表示を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか一に記載の光電センサ。
【請求項７】
前記光電センサは他の光電センサと通信するための接続手段を備え、該光電センサを前記接続手段を介して複数連結して構成され、
前記制御部は前記操作部によるスケーリング機能の実行指示を受け付けるとともに、前記接続手段に接続された他の光電センサに前記スケーリング機能の実行指示を送信し、他の光電センサの制御部は、前記スケーリング機能の実行指示を受け付けて前記スケーリング機能を実行することを特徴とする請求項１から６のいずれか一に記載の光電センサを用いた光電センサシステム。
【請求項８】
前記制御部は、前記スケーリング機能実行中に前記操作部による前記閾値の調整処理を受け付けた際に、前記閾値の調整処理を実行するとともに前記接続手段を介して接続された他の光電センサに前記閾値の調整処理を示す信号を送信し、前記他の光電センサの制御部は前記閾値の調整処理を示す信号を受け付けて閾値の調整処理を実行することを特徴とする請求項７に記載の光電センサシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２９９４０（Ｐ２０１１−２９９４０Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７３７５７（Ｐ２００９−１７３７５７）
【出願日】平成２１年７月２４日（２００９．７．２４）
【出願人】（０００１２９２５３）株式会社キーエンス (681)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２４日（２００９．７．２４）
【出願人】（０００１２９２５３）株式会社キーエンス (681)
【Ｆターム（参考）】
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