JP4908076B2

JP4908076B2 - ターミナルシステム

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Publication number: JP4908076B2
Application number: JP2006168604A
Authority: JP
Inventors: 善胤齋藤; 憲治錦戸
Original assignee: 株式会社エニイワイヤ
Priority date: 2006-06-19
Filing date: 2006-06-19
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2026-06-19
Also published as: CN101092206A; CN101092206B; JP2007331923A

Description

本発明は、定形或いは不定形の物品の保管棚に保管している物品の中から、製品の組立てに必要な部品の受け取り、補給指示を表示し、当該部品が引き取られたことを中央制御装置に知らせる入力を行うシステムにおいて、個々の棚の物品の検知や、有無、引き取り状況を入出力するシステムに関する。

従来から、組立て生産ラインにおいて、製品の構成部品である部品の作業時の引取り指示或いは前記引取り指示に対する引取り後の確認スイッチ入力が行われている。この場合、ホストコンピュータにて、部品の引取り指示を制御装置に送信し、制御装置が引取り指示の出された部品棚に取付けられたランプや表示機により指示状態を表すようにしており、一方、指示された部品を引取り完了した作業者は、引取り完了入力として、レバースイッチを操作し、その操作信号が前記制御装置を経由し、ホストコンピュータに届くようになっており、作業の進捗や、誤作業の防止や、部品棚への部品の補給、更には部品の在庫管理や、補給部品の発注などが行われる仕組みとなっている。

例えば、ＬＡＮ配線を用いて、制御システムや表示装置を用い、組立てラインの製品の構成部品である部品の作業時の引取り指示或いは前記引取り指示に対する引取り後の確認スイッチ入力が行なわれるシステムが特許文献１に示されている。又、特許文献２には、前記システムにおける指示表示を行う表示器について記載されている。
前記の従来例において、ランプや表示機を用いる場合、その表示器や、確認入力スイッチの配線が、制御装置との間において、表示機や確認入力スイッチの数に相当する配線量が必要であった。

又、前記のような配線方法では、配線量の増加から、配線ダクトスペースが大型化し、その結果、装置全体が大型化したり、配線工数が多くなることから、原価高な設備となったり、ダクト内部での配線の断線や、その保守時間の増加に繋がり、又、可動配線部を有する時には、多芯ケーブル配線の断線などの不具合が生じていた。また、前記の棚を使用するラインの製品寿命が短くなってきており、製品の改良や機種の変更、更には製品そのものの変更を行うため、レイアウトの変更を要することとなり、これらの場合において、配線が複雑に取り回されており、容易に棚の再配置及び配線などの変更を行うことが難しい難点が有った。
特開２００３−１９２１１２特開２００５−１２１７９８

本発明は、このような従来の不具合要因である多数配線を省略することによって、配線スペースを低減し、故障の低減や、故障時の保守作業を容易にし、また、レイアウト変更の要請に対しても容易に対処でき、更に配線の可動化も容易にし、従って設備原価の低減や、運用コストの低減を図ることが出来るようにすることを目的とする。
又、反射型近接センサ或いは、透過型センサにおいて、投光信号と同期させて、受光信号を受けることにより、当該センサ以外のセンサ動作投光信号の回りこみや、外部からの信号による誤動作の可能性を低減することを目的とする。
又、配線経路に可動配線部を使用する必要が有る場合に、配線数を減じて可動配線を行うことにより、断線の確立を低減することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、電源を共通の信号線に重畳し、複数の子局入出力を行う出力表示器或いは入力スイッチとこれら入出力の状態を親局へ伝送する回路を有するターミナルを構成し、信号線を介して親局と接続したターミナルシステムを提供するものである。

請求項１には、各々の子局が被制御装置を構成する被制御部とセンサ部を有し、被制御部は単一あるいは複数の出力ターミナルを有し、センサ部は単一あるいは複数のセンサ入力ターミナルを有し、前記各々の子局は共通データ信号線を介して親局に接続され、前記親局は制御部と制御データを授受するとともに、子局と共通データ信号線を介して監視信号或いは制御信号を授受する制御システムにおいて、前記共通データ信号線に接続した複数の子局カスケード入出力部の先頭に、子局アドレス部を具備し、前記子局アドレス部は当該子局アドレス部から出力されるカスケード信号を続く子局カスケード入出力部に受け渡し、前記カスケード信号を受けた子局カスケード入出力部は、前記共通データ信号線を介して得られた所定の同期伝送クロックに同期し、自局の動作を完了すると同時に続く子局カスケード入出力部にカスケード信号を受け渡し、カスケード信号を受けた続く子局カスケード入出力部が前記共通データ信号線を介して得られた所定の同期伝送クロックに同期し、自局の動作を完了すると同時に続く子局カスケード入出力部の動作を起動するカスケード信号を生成し、物品棚に対応したアドレス毎に、物品の取出し指示表示を前記子局カスケード入出力部から出力し、前記指示表示により、作業者に物品の所在を指示し、この指示表示に従って物品の取出し時に、取出したことを前記子局カスケード入出力部の入力部から取り込むシステムであり、当該棚の物品の出し入れ状態を親機に伝送し、作業の状況把握や、物品の補充、物品の手配情報とするシステムであり、一連の棚に代表するアドレス設定部を有し、一連の棚に取付けられた各々の子局カスケード入出力部の入出力情報を親機と通信するターミナルシステムであり、或いは、各々の子局が全てアドレス設定部を有し、入出力情報を親機と通信するターミナルシステムであることを特徴とするターミナルシステムが記載されている。

また、請求項２には、請求項１において、前記子局アドレス部に繋がる最終子局カスケード入出力部まで、前記カスケード信号の生成を繰り返すことを特徴とするターミナルシステムが記載されている。

また、請求項３には、請求項１において、複数の子局カスケード入出力部を縦横に配列し、使用するシステムにおいて、縦列または横列の先頭に配置される子局カスケード入出力部の前に子局アドレス部を設け、当該子局アドレス部に繋がる一群の縦列または横列の子局カスケード入出力部を一群として使用することを特徴とするターミナルシステムが記載されている。

また、請求項４には、請求項１から３において、複数の子局カスケード入出力部の各動作基点であるカスケード信号をタイミング移動信号としてカスケード接続し、前記タイミング移動信号に従って子局カスケード入出力部が動作することを特徴としたターミナルシステムが記載されている。

また、請求項５には、請求項１から４において、子局アドレス部と、前記子局アドレス部にカスケード接続された子局カスケード入出力部を投光移動信号によりデータを転送することを特徴としたターミナルシステムが記載されている。

また、請求項６には、請求項５において、子局アドレス部と続く子局カスケード入出力部さらに続く子局カスケード入出力部に、順次投光移動信号としてそれぞれを固定するパイプラック或いは配線ダクトの内部或いは空間を光伝送することを特徴とするターミナルシステムが記載されている。

また、請求項７には、請求項１から６において、子局カスケード入出力部をカスケード入力部とカスケード出力部に分け、単一或いは複数のカスケード出力部から投光する光で空間を跨いで透過させ、単一或いは複数のカスケード入力部で投光信号を受光し、単一或いは複数の受光信号の論理和或いは論理積を取り、空間容積の大きい物体の検知を行うことを特徴とするターミナルシステムが記載されている。

また、請求項８には、請求項１から６において、複数の反射型センサターミナルを格子状に配置し、得られた信号の論理和、論理積を取り、空間容積の大きい物体の検知をすることを特徴とするターミナルシステムが記載されている。

また、請求項９には、請求項１から８において、透過型センサ群および反射型センサ群を混合して使用することを特徴とするセンサターミナルシステムが記載されている。

更に、請求項１０には、請求項７、８において、複数のターミナルの論理和を取り、物体の検知をすることを特徴とするターミナルシステムが記載されている。

従来においても、センサターミナル間や、センサターミナルシステムと親局の間の配線本数を減ずる方法として、電源線にセンサターミナル信号を重畳し、それぞれの信号を逐次信号を次に配置したセンサターミナルに受け渡す信号の転送方法により、それぞれのセンサターミナル間を渡り線で接続する、あるいは、それぞれのセンサターミナル間を光により信号伝達する方法を用いることによって、信号線の数を電源線２本にまとめることが可能であり、配線の数を大幅に減ずることが可能として来た。本件の発明では、更に、隣接する入出力ターミナルシステムである子局部に、新たにカスケード信号を加え、これによって、各々の子局カスケード入出力部である入出力ターミナルシステムを接続する方法で、配線の省略を図ることを実現したものである。

又、前記カスケード信号をパイプラックで構成するパイプ内側の空間、或いはダクト配管の内側或いは、障害物がない光路により結合することにより、配線の更なる低減を果たし得るものであり、配線の低減効果を得る事が出来るようにしたものである。

又、反射型子局カスケード入出力部や、透過型子局カスケード入出力部を複数並列接続し、それらの論理和或いは論理積を取って部品の有無を確実に確認することにより、精密機械の組立てと異なった自動車など大きな物品についての検出入力が可能である。

本発明によれば、子局カスケード入出力部である入出力部ターミナル実現により、製品の組立てに必要な部品の受け取り、補給指示を表示し、当該部品が引き取られたことを中央制御装置に知らせる入力を行うシステムにおいて、棚の物品の検知や、有無、引き取り状況を入出力するシステムの信号配線を省略し、入出力部ターミナルと親局との配線を省略することができ、配線工数の低減や配線スペースの小型化できるとともに、接続の簡素化、信頼性の向上、小型化が実現できる。又、物品棚のレイアウト変更などが容易になるため、製品寿命が短い製品の組立て製造工程にも適する。
又、配線数の低減は、可動配線部の配線数を低減し、可動配線部の断線、配線接続の簡素化などによる配線工数の低減とコスト削減に加え、信頼性の確保においても、効果が得られる。

以下に本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づき説明する。

本発明の実施例を図１から図１５によって説明する。
図１に本発明における複数の入出力システムを示す。
図１の入出力システムにおいて、親局６は、入出力情報を授受する制御部と接続され、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８、を介して子局アドレス部９と接続されている。子局アドレス部９は、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８をそのまま子局入出力ターミナルユニット１０に繋ぐとともに、パイプラック用パイプ１２に複数取付けられた子局カスケード入出力部である子局入出力ターミナルユニット１０にカスケード移動信号１１を逐次伝えることによって、入出力システムが構成できる。例えば、図１のように、棚の横方向に代表して子局アドレス部９が配置され、棚の横方向の一齣毎に対応して、パイプラック１２に子局カスケード入出力部である子局入出力ターミナルユニット１０が取付けられている。ここで、棚の特定の一齣から部品の取り出し指示をホストコンピュータが行う場合、親局６を経由し、子局入出力ターミナルユニット１０の表示部に出力信号を伝送し、表示が行える。前記の引取り指示に従い、部品を取り出した作業者は、確認入力のため子局入出力ターミナルユニット１０のレバースイッチを操作し、この入力結果をまたＤ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８、を介して親局６を経由し、ホストコンピュータである制御部１に伝送する。又、同様に、次の段の棚の横方向に代表して子局アドレス部９が配置され、棚の横方向の一齣毎に対応して、パイプラック１２に子局カスケード入出力部である子局入出力ターミナルユニット１０が取付けられ、制御部１であるホストコンピュータの引取り指示、これに対する確認入力情報をホストコンピュータに伝送することができる。このように、本発明による配線方式を実施することにより、子局入出力ターミナルユニット１０の数が増加した場合でも、隣接する子局入出力ターミナルユニット１０の接続は３本のみで、配線数が増加することがなく、配線を省く効果が高い。

本発明によれば、二本の共通の信号線と子局入出力ターミナルユニット間は、更にカスケード移動信号１１の配線のみで、子局入出力ターミナルユニット１０の間を接続することができる。従って、従来に比較し、配線数が減じることが容易に実現し、また単純な配線でシステムを構成出来るため、配線工数や配線部品の低減によりコスト削減を可能とするばかりか、システムの立上げ時間を短縮し、又、全体の信頼性を高め、保守が容易に行えることで、保守時間の短縮にも繋がる。

図２に本発明における複数の子局カスケード入出力部である入出力システム第２の実施例を示す。図２の入出力システムは、図１の入出力システムの子局入出力部の一部に反射型センサターミナルを接続して子局部を構成される反射型センサターミナル１３と透過型センサターミナルで構成される子局部透過型センサターミナル１４を混在させて構成していることを示している。この場合、棚の小物部品のみの取扱いでは済まない大型機械の組立てにおける大型部品の検知や、不定形の部品の検知が可能となる。また、この場合、子局入出力ターミナルユニット１０が増加しても、配線数は、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８とカスケード移動信号１１の線の３本以外に増加することがなく、全体の配線使用量の低減に役立つ。図２では、反射型センサターミナル１３が、子局アドレス部＃Ａに続く子局カスケード入力部＃Ａ０から＃Ａｎまでのｎ＋１個の反射型センサターミナルが接続されており、続く段として、透過型センサターミナル１４が、子局アドレス部＃Ｂに続く子局カスケード入力部＃Ｂ０から＃Ｂｎまでのｎ＋１個の反射型センサターミナルが接続されている例であり、更に続く段には、子局アドレス部＃（ｎ−１）の子局アドレス部に、続く子局カスケード入力部＃（ｎ−１）０から＃（ｎ−１）ｎまでのｎ＋１個の子局カスケード入出力部が接続され、さらに＃ｎの子局アドレスに続いて、子局カスケード入出力部ｎ０からｎｎが接続された例である。
又、反射型近接センサ或いは、透過型センサを子局入出力ターミナルとした場合において、投光信号と同期させて、受光信号を受けることにより、当該センサ以外のセンサ動作投光信号の回りこみや、外部からの信号による誤動作の可能性を低減することができる。

図３は、本発明における複数の入出力システム内部の信号タイミングチャート図である。Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８には、データ信号１５が載っており、アドレスに対する出力信号状態タイミングチャート図で関連を示している。出力データ“１”を示す伝送パルス幅は、短くこの時、親局内に監視データ信号１７に対し、Ｉｓ電流信号１８が流入する。

図４に制御部及び親局とセンサ子局の機能ブロックを示す。
親局６は、制御部１の入力ユニット３へ子局から受けた直列信号を直列・並列変換し、親局送信信号５として送出する入力データ部２０と、制御部１の出力ユニット２から親局受信信号４として受けた並列信号を並列・直列変換し信号を取込む出力データ部２１とタイミング発生手段２４、制御データ発生手段２７、親局出力部２６を構成する。親局出力部２６は、制御データ発生手段２５とラインドライバ２８からなり、ＤＣ電源２７から電源供給を受け、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７およびＤ−電源重畳共通データ信号線８を経由し、システム全体に電源を供給する。

また、親局６の親局入力部３２は監視信号検出手段３１と監視データ抽出手段３０で構成され、入力データ部２０へと信号を送出する。監視信号検出手段３１は、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７およびＤ−電源重畳共通データ信号線８を経由してターミナルシステム６７から送出された一群の子局カスケード入出力部である入出力ターミナルから得られた被検出体情報であるデータ信号を検出する。また、親局６は、伝送ブリーダ電流回路２９を有する。

親局のインタフェイス回路である伝送ブリーダ電流回路２９は、親局出力部２６内のラインドライバ２８に接続されており、制御データ発生手段２５から受けた制御データをタイミング発生手段２４から送られるクロック信号と共に外部信号接続部（Ｄ＋側）３３を経由して、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７に又、外部信号接続部（Ｄ−側）３４を経由してＤ−電源重畳共通データ信号線８に送出する。

ラインドライバ２８は、親局入力部３２の監視信号検出手段３１にデータ信号を渡し、監視データ抽手段３０は、タイミング発生手段２４から受けたクロック信号と同期して監視データ信号を得る。この監視データ信号を入力データ部２０に渡し、制御部１の入力ユニット３に親局送信信号５として伝送する。一方、制御部１の出力ユニット２は親局受信信号４を親局の出力データ部２１に伝送し、その信号成分をタイミング発生手段２４から受けるクロック信号により親局出力部２６の中の制御信号発生手段２５において制御データを発生し、ラインドライバ２８を介して、外部信号接続部（Ｄ−側）３４を経由してＤ−電源重畳共通データ信号線８に送出する。

図５に親局内部の機能ブロックを示す。親局６は、制御部１の入力部３に監視データ抽出手段３０から受けた直列データ信号を入力データ部２０においてシフトレジスタにより、直列・並列変換し、入力ポートｉ番“０”４３から入力ポートｉ番“３１”４４の入力ポートを介して親局送信信号５として、送出する。一方、制御部１の出力ユニット２から親局６に送出される親局受信信号４は、出力ポートｐ番“０”４５から出力ポートｐ番“３１”４６を経由して、出力データ部５８にて、並列データを直列に変換し、制御データ発生手段２５に取込む。

タイミング発生手段２４は、Ｄｃｋクロック信号４８を出力データ部５８に送り、ＳＴ信号５０を制御データ発生手段２５に、またＤｉｃｋデータ入力クロック信号５１を入力データ部５９に送出する。親局入力部３２は、監視データ検出手段３１にて、監視信号を検出し、インバータ５４経由で監視データ抽出手段３０のフリップフロップにＤｉｉｐ信号５２として送出する。

親局６から各センサターミナルに送出する信号は、外部信号接続部（Ｄ＋側）４１と外部信号接続部（Ｄ−側）４２からＤ＋電源重畳共通データ信号線７およびＤ−電源重畳共通データ信号線８に送出される。
出力データ部５９は、インタフェイスとして受けたデータを並列・直列変換し、Ｄops直列データ信号４９として制御データ発生手段２５に送出し、制御データＰｃｋ信号５３としてラインドライバ２８から外部信号接続部（Ｄ−側）４２を経由してＤ−電源重畳共通データ信号線８に送出する。
タイミング発生手段２４を用いて、出力データ部５８の並列・直列変換のプリセット信号とすると共に、入力データ部５９の直列・並列変換入力データ部シフトレジスタのプリセット信号となっている。

伝送ブリーダ電流回路２９は、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７とＤ−電源重畳共通データ信号線８に並列に接続されている。ラインドライバ２８の出力電流とブリーダ電流回路から流れ出るＩｐ信号５５とＩｉｓ電流信号５７の合成電流がＩｓ電流信号５６として監視信号検出手段３１の回路に流れる。監視信号がＩｓ電流信号５６から検出され、インバータ４７を介して監視データ抽出手段３０であるフリップフロップ３９にＤｉｉｐ信号５２として伝達される。前記フリップフロップの出力から入力データ部にＤｉｉｓデータ入力監視信号５２が伝えられる。

各センサターミナルの状態信号である直列のＤｉｉｓデータ入力監視信号５２は、一旦入力データ部５９のシフトレジスタに蓄えられる。直列データであるシフトレジスタの各セルのデータは、そのまま並列データとして、入力ポートｉ番“０”４３から入力ポートｉ番“３１”４４に渡され、制御部の入力ユニットに対し、並列データとして送出する。一方、制御部の出力ユニットから送出された親局受信信号４は、出力ポートｐ番“０”４５から出力ポートｐ番“３１”４６に送り込まれ、出力データ部５８内部で並列データの直列変換がなされ、Ｄｏｐｓ直列データ信号４９として、制御データ発生手段２５に送出される。

図６に、親局内部の各信号のタイミングチャート図を示す。図６に、図５における親局６の配線機能ブロック図各部の信号波形を示す。４ＣＫ信号６１は、基本クロック信号である。Ｄｃｋクロック信号４８は、ＳＴ信号５０の立ち上がり信号の後、次のスタート信号の立ち上がりまでの間、一定周期のクロック信号を継続的に送出する。ＳＴ信号５０に対し、全子局データの終了時に、１．５ｔ０のパルス幅のＥＮＤ信号６３が伝送され、一連の伝送信号の終了を認識する。Ｄｉｃｋデータ入力クロック信号５１は、入力データ部２０の信号処理の行うためのクロック信号である。Ｄｉｃｋデータ入力クロック信号５１は、Ｄｃｋクロック信号４８のクロック開始点よりクロック一周期分遅れて開始、クロック終止点より一周期手前で終了する。入力データ部２０は、監視データ抽出手段３０からのセンサターミナルシステムの監視信号を待って信号処理する。制御部１の出力ユニット２から親局６の出力データ部５８に渡された並列信号である制御出力信号４は、出力信号変換部５８において、並列データから直列データに変換され、直列データ信号であるＤｏｐｓ信号４９として制御データ発生手段２５に送られる。図６において、Ｄｏｐｓ信号４９の状態が“０”、“０”、“１”、“０”の状態である場合の信号事例を示している。

Ｄｉｉｓデータ入力監視信号５２は、監視信号が“０”、“０”、“１”、“０”の状態である場合の信号事例を示す。Ｐｃｋ信号５３は、Ｄｃｋクロック信号４８の逆相を呈するクロック信号であり、ラインドライバ２８からＤ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８に送出され、子局カスケード入出力部である入出力部ターミナルの状態信号処理を行う。Ｄｉｉｐ信号５４は、監視信号検出手段３０において検出された監視信号をインバータ４７で反転させた入力電流信号であり、監視データ抽出手段であるフリップフロップ３９の入力に監視信号情報を伝達する。当該監視データ抽出手段であるフリップフロップ３９には、Ｄｉｃｋデータ入力クロック信号５１に同期し、Ｄｉｉｓデータ入力監視信号５２を入力データ部２０に送出する。Ｉｐ信号電流５５は、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８に載っている信号に従い流入する伝送ブリーダ電流回路の信号電流である。

図７は、子局部の機能ブロック図である。子局部６７は、子局アドレス部９に続く子局カスケード入出力部６９に対し、カスケード信号であるＡＤＱ信号６５を送出する。ＡＤＱ信号６５を受けた子局カスケード入出力部６９は、続く子局カスケード入出力部６９に対し、ＣＱ信号６６を順次受け渡す。従って、子局部６７は、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８の２本の配線とＡＤＱ信号線或いはＣＱ信号線の１本、合計３本の配線によって接続されている。この場合、子局カスケード入出力部６９であるセンサターミナルが、反射型近接センサ或いは、透過型センサを子局入出力ターミナルとした場合において、投光信号と同期させて、受光信号を受けることにより、当該センサ以外のセンサ動作投光信号の回りこみや、外部からの信号による誤動作の可能性を最小限に低減することができる。

図８は、子局部のタイミングチャート図である。Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８によって伝送される信号に対し、ｄ０信号６４の立ち上がりからオンディレータイマ３ｔ０の後、ｓｔ信号５０が立上り、５ｔ０のスタート信号の立下りと共に立ち下がる。又、子局アドレス部９のから送出されるＡＤＱｏｕｔ部から子局カスケード入出力部６９のＡＤＱｉｎ部に送出されるＡＤＱ信号６５のタイミング関係を破線にて示す。

図９は、子局カスケード入出力部の内部配線図及び機能ブロック図である。ここで示される子局カスケード入出力部は、反射型のセンサと接続されている。この例では、単一のの投光信号７７と単一の投光部７７に対応した受光信号７８を入力信号として、被検出物の検出をしている。
図９において、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７から抽出した信号成分ｄ０信号６４は、インバータを経由して、信号成分ｄ０信号６４の反転信号であるｄ０１信号７１を得る。ｄ０１信号７１は、フリップフロップのｃｋ部に繋がれており、当該フリップフロップは、前記ｄ０１信号７１とＡＤＱ信号６５により、反転パルスを出し、トランジスタを介して投光ＬＥＤを発光させる。受光フォトトランジスタは、受光信号７８を感知し、被検出物の存在を検出し、受光フォトトランジスタの出力信号はインバータを介して３入力アンドゲートのゲートにｉｎ０信号７４信号として接続されている。

この３入力アンドゲートには、ｄ０１信号７１と前記フリップフロップの出力であるｄｒ１信号７３が接続されており、３入力アンドゲートの出力は、ｄｉｐ信号７２として、トランジスタを介し、出力信号をＤ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８に伝送される。前記フリップフロップ出力は、カスケード信号としてＣＱ信号６６として次の子局カスケード入出力部に送出される。同時に、前記フリップフロップ出力と、ｄ０１信号７１のインバータを介して信号のアンドゲート出力は、次のフリップフロップｃｋ入力となる。また、ｄ０１信号７１のインバータを介した信号は、オフディレータイマ８０を介して、ｄ１信号７５としてフリップフロップのＤ入力となる。フリップフロップ出力信号であるＯＵＴ０信号７６がトランジスタを介してＬＥＤ表示器７９を点灯させる。この事例では、被検出物が無い状態“０”状態を示しており、従って、ＬＥＤ表示器７９も点灯せず、“０”状態を示している。この場合、子局カスケード入出力部６９であるセンサターミナルが、反射型近接センサを子局入出力ターミナルとしており、投光信号と同期させて、受光信号を受けることにより、当該センサ以外のセンサ動作投光信号の回りこみや、外部からの信号による誤動作の可能性を最小限に低減することができる。

図１０は、子局カスケード部のタイミングチャート図である。
ｄ０信号６４は、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７から抵抗を介して取込んだ信号であるから、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８の信号と同様の信号を呈している。ｄ０１信号７１は、ｄ０信号６４のインバータ後の信号であり、従って、ｄ０信号６４の反転信号を呈している。ＡＤＱ信号６５は、アドレス抽出手段により、アドレス信号を確認した上で当該子局部６７のアドレス部の後に続く子局カスケード入出力部６９にカスケード信号として送出されるものであるから、スタート信号後の最初の立上りで立ち下がる。ＣＱ信号６６は、フリップフロップのＱ出力後の信号であり、ｄｒ１信号７３と同相である。ｄｉｐ信号７２は、監視信号入力状態が“０”、“０”、“１”、“０”である状態を示している。ｄ１信号７５は、オフディレータイマ８０の出力信号であり、ＯＵＴ０信号７６は、表示用の信号となる。

図１１は、複数の透過型センサを持つ子局カスケード入出力部８１の配線図及び
機能ブロック図である。ここで示される子局カスケード入出力部８１は、複数の透過型のセンサと接続されている。この例では、複数の投光部８２と複数の投光部８２に対応した受光部８３が論理和接続されている。
図１１において、Ｄ＋電源重畳共通データ信号線７から抽出した信号成分ｄ０信号６４は、インバータを経由して、信号成分ｄ０信号６４の反転信号であるｄ０１信号７１を得る。ｄ０１信号７１は、フリップフロップのｃｋ部に繋がれており、当該フリップフロップは、前記ｄ０１信号７１とＡＤＱ信号６５により、反転パルスを出し、トランジスタを介して透過投光ＬＥＤ８２を発光させる。透過受光フォトトランジスタ８３の出力はインバータを介して３入力アンドゲートのゲートに接続されている。

この３入力アンドゲートには、ｄ０１信号７１と前記フリップフロップの出力が接続されており、３入力アンドゲートの出力は、ｄｉｐ信号７２として、トランジスタを介し、出力信号をＤ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８に伝送する。前記フリップフロップ出力は、カスケード信号としてＣＱ信号６６として次の子局カスケード入出力部に送出される。同時に、前記フリップフロップ出力は、ｄ０１信号７１のインバータを介してオフディレータイマＴｏｆｆを介して、フリップフロップ８４のＤ入力に接続され、フリップフロップ８４のｃｋ入力とアンドゲート出力によりフリップフロップ出力Ｑがトランジスタを介してＬＥＤ表示器７９を点灯させる。

図１１において、複数の透過型のセンサターミナルである子局カスケード入出力部６９を使用し、これらの複数の検出信号を論理和或いは論理積として捉えることにより、不定形の被検出物や、大型の被検出物の検出を行うことができる。この場合、子局カスケード入出力部６９であるセンサターミナルが、透過型近接センサを子局入出力ターミナルとしており、投光信号と同期させて、受光信号を受けることにより、当該センサ以外のセンサ動作投光信号の回りこみや、外部からの信号による誤動作の可能性を最小限に低減することができる。

図１２は、反射型センサを持つ子局光カスケード入出力部の配線図及び機能ブロック図である。図１２は、基本的には先の図９に等しいが、カスケード接続部が投光信号によるところが異なる。ＡＤＱ投光信号８５をカスケード信号のスタートとして、子局アドレス部から投光される。ＡＤＱ投光信号８５を受光フォトトランジスタ８６にて受光し、フリップフロップを介してさらにインバータを介し、ＣＱ投光用ＬＥＤ９１からＣＱ投光信号８７として次の子局光カスケード入出力部８８のＡＤＱに送信する。この場合、子局カスケード入出力部６９であるセンサターミナルが、反射型近接センサを子局入出力ターミナルとしており、投光信号と同期させて、受光信号を受けることにより、当該センサ以外のセンサ動作投光信号の回りこみや、外部からの信号による誤動作の可能性を最小限に低減することができる。

図１３は、複数の反射型センサを持つ子局カスケード入出力部の配線図及び機能ブロック図である。図１３は、複数の反射型センサを並列接続して被検出物を検知する以外、図９と同様であり、詳細は記載しない。このように複数のセンサ入力を設けることで、不定形の被検出物や、大型の被検出物の検出に適している。図１３においては、子局カスケード入出力部６９であるセンサターミナルが、複数の反射型近接センサを子局入出力ターミナルとしており、複数のセンサ入力の論理和或いは論理積を検出することにより、大型の被検出物或いは不定形の被検出物を検出することが出来る。又、投光信号と同期させて、受光信号を受けることにより、当該センサ以外のセンサ動作投光信号の回りこみや、外部からの信号による誤動作の可能性を最小限に低減することができる。

図１４は、パイプラックのパイプ内を光路とし、光によるタイミング移動信号を送受信し、反射型近接センサを有する子局光カスケード入出力ターミナルユニットで構成されるターミナルシステムの一部模式図を示す。
パイプラック用パイプ１２により形成されたパイプラックにパイプラック光路ユニット９３を用い、ＡＤＱ投光信号８５や、ＣＱ投光信号８７をパイプ内部で光の送受信を行うことで、カスケード接続線を要することのなく、配線省略が実現できる。
この方式は、円筒パイプに限らず、角型ダクトや、透明パイプでも良い。また、光路となる部分に障害物が無い場合には、空間を光路とすることもできる。図１４において、図の左に位置するアドレス部９或いは図１４と同一の子局光カスケード入出力部８８から出されたＡＤＱ投光信号８５をパイプ内部で受光フォトトランジスタ８６により受け、また、次に続く子局光カスケード入出力部８８にＣＱ信号６６を送出し繋ぐことにより子局光カスケード入出力部８８で構成されるターミナルシステムを実現できる。
パイプラックのパイプに両端が嵌めあい構造となったパイプラック光路ユニット９３を用い、用意に組立て結合ができるようになっている。パイプの中空の中心に仕切り板を設け、この仕切り板の片方に、受光フォトトランジスタ８６を固定し、もう一方の面に、ＣＱ投光用ＬＥＤ９１を設け、子局カスケード入出力部の回路と配線を接続してあり、また、この例では、反射型のセンサを設けた事例を示している。投光信号７７の投光信号７７を被検出物９４にあて、反射光を受光信号７８として検知する。当該子局光カスケード入出力部８８の動作が完了すると同時にこれに続く子局光カスケード入出力部８８にＣＱ信号６６を送出し、子局光カスケード入出力部８８で構成されるターミナルシステムを実現する。

図１５は、複数の透過型センサターミナルを使用し、大型部品のセンシングを行う子局カスケード入出力部の模式図を示す。パイプ１２をパイプラック継手９５にて次々接続し、立体空間を跨いで子局カスケード入出力部透過投光ユニット９８と子局カスケード入出力部透過受光ユニット９９をパイプにとりつけ、その間に入る大型物品や、不定形物品の存在を感知することができる。図１５において、子局アドレス部９は、続く子局カスケード入出力部の表示部も含んでおり、ホストコンピュータからの引取り支持を表示するようになっている。子局カスケード入出力部透過投光ユニット９８をパイプラック１２に適宜取り付け、配線９６にて、それぞれを結線している。配線は配線止具９７にて固定している。
図１５は、パイプラック１２によって、大型の被検知物を跨いで透過型の子局カスケード入出力部入出力システムを構成する例であり、複数の同様の構成を実施する場合にも、それぞれの子局カスケード入出力部入出力システム間をＤ＋電源重畳共通データ信号線７、Ｄ−電源重畳共通データ信号線８とカスケード線で繋ぐのみであり、全体の配線量の低減を図ることができる。

本発明における複数の入出力システムを示す。本発明における複数の入出力システム第２の実施例を示す。本発明における複数の入出力システム内部の信号タイミングチャート図である。制御部及び親局とセンサ子局の機能ブロックを示す。親局内部の機能ブロックを示す。親局内部の各信号のタイミングチャート図を示す。子局部の機能ブロック図である。子局部のタイミングチャート図である。子局カスケード部の内部配線図及び機能ブロック図である。子局カスケード部のタイミングチャート図である。透過型センサを持つ子局カスケード入出力部の配線図及び機能ブロック図である。反射型センサを持つ子局カスケード入出力部の配線図及び機能ブロック図である。複数の反射型センサを持つ子局カスケード入出力部の配線図及び機能ブロック図である。パイプラックのパイプ内を光路とし、光によるタイミング移動信号を送受信し、反射型近接センサを有するセンサターミナルシステムの模式図を示す。複数の透過型センサターミナルを使用し、大型部品のセンシングを行う子局カスケード入出力部の模式図を示す。

符号の説明

１制御部
２出力ユニット
３入力ユニット
４制御出力信号
５制御入力信号
６親局
７Ｄ＋電源重畳共通データ信号線
８Ｄ−電源重畳共通データ信号線
９子局アドレス部
１０子局入出力ターミナルユニット
１１カスケード移動信号
１２パイプラック用パイプ
１３反射型センサターミナル
１４透過型センサターミナル
１５データ信号
１６グランドレベル
１７監視データ信号
１８Ｉｓ電流信号
１９電流ゼロレベル
２０入力データ部
２１出力データ部
２２水晶発振回路
２３親局アドレス設定手段
２４タイミング発生手段
２５制御データ発生手段
２６親局出力部
２７ＤＣ電源
２８ラインドライバ
２９伝送ブリーダ電流回路
３０監視データ抽出手段
３１監視信号検出手段
３２親局入力部
３３外部信号接続部（Ｄ＋側）
３４外部信号接続部（Ｄ−側）
３５、３６ツェナーダイオード
３７トランジスタ
３８ラインドライバ
３９フリップフロップ
４０トランジスタ
４１外部信号接続部（Ｄ＋側）
４２外部信号接続部（Ｄ−側）
４３入力ポートｉ番“０”
４４入力ポートｉ番“３１”
４５出力ポートｐ番“０”
４６出力ポートｐ番“３１”
４７インバータ
４８Ｄｃｋクロック信号
４９Ｄｏｐｓ信号
５０ＳＴ信号
５１Ｄｉｃｋデータ入力クロック信号
５２Ｄｉｉｓデータ入力監視信号
５３Ｐｃｋ信号
５４Ｄｉｉｐ信号
５５Ｉｐ信号電流
５６Ｉｓ電流信号
５７Ｉｉｓ電流信号
５８出力信号変換部
５９入力信号変換部
６０Ｒｄ抵抗
６１４ＣＫ信号
６２プリセット信号端子
６３ＥＮＤ信号
６４ｄ０信号
６５ＡＤＱ信号
６６ＣＱ信号
６７子局部
６８アドレス設定手段
６９子局カスケード入出力部
７０電源回路
７１ｄ０１信号
７２ｄｉｐ信号
７３ｄｒ１信号
７４ｉｎ０信号
７５ｄ１信号
７６ＯＵＴ０信号
７７投光信号
７８受光信号
７９ＬＥＤ表示器
８０オフディレータイマ
８１透過型子局カスケード入出力部
８２透過投光ＬＥＤ
８３透過受光フォトトランジスタ
８４フリップフロップ
８５ＡＤＱ投光信号
８６受光フォトトランジスタ
８７ＣＱ投光信号
８８子局光カスケード入出力部
８９論理和投光ＬＥＤ
９０論理和受光フォトトランジスタ
９１ＣＱ投光用ＬＥＤ
９２並列反射型子局カスケード入出力部
９３パイプラック光路ユニット
９４被検出物
９５パイプラック継手
９６配線
９７配線止具
９８子局カスケード入出力部透過投光ユニット
９９子局カスケード入出力部透過受光ユニット

Claims

各々の子局が被制御装置を構成する被制御部とセンサ部を有し、被制御部は単一あるいは複数の出力ターミナルを有し、センサ部は単一あるいは複数のセンサ入力ターミナルを有し、前記各々の子局は共通データ信号線を介して親局に接続され、前記親局は制御部と制御データを授受するとともに、子局と共通データ信号線を介して監視信号或いは制御信号を授受する制御システムにおいて、前記共通データ信号線に接続した複数の子局カスケード入出力部の先頭に、子局アドレス部を具備し、前記子局アドレス部は当該子局アドレス部から出力されるカスケード信号を続く子局カスケード入出力部に受け渡し、前記カスケード信号を受けた子局カスケード入出力部は、前記共通データ信号線を介して得られた所定の同期伝送クロックに同期し、自局の動作を完了すると同時に続く子局カスケード入出力部にカスケード信号を受け渡し、カスケード信号を受けた続く子局カスケード入出力部が前記共通データ信号線を介して得られた所定の同期伝送クロックに同期し、自局の動作を完了すると同時に続く子局カスケード入出力部の動作を起動するカスケード信号を生成し、物品棚に対応したアドレス毎に、物品の取出し指示表示を前記子局カスケード入出力部から出力し、前記指示表示により、作業者に物品の所在を指示し、この指示表示に従って物品の取出し時に、取出したことを前記子局カスケード入出力部の入力部から取り込むシステムであり、当該棚の物品の出し入れ状態を親機に伝送し、作業の状況把握や、物品の補充、物品の手配情報とするシステムであり、一連の棚に代表するアドレス設定部を有し、一連の棚に取付けられた各々の子局カスケード入出力部の入出力情報を親機と通信するターミナルシステムであり、或いは、各々の子局が全てアドレス設定部を有し、入出力情報を親機と通信するターミナルシステムであることを特徴とするターミナルシステム。
請求項１において、前記子局アドレス部に繋がる最終子局カスケード入出力部まで、前記カスケード信号の生成を繰り返すことを特徴とするターミナルシステム。
請求項１において、複数の子局カスケード入出力部を縦横に配列し、使用するシステムにおいて、縦列または横列の先頭に配置される子局カスケード入出力部の前に子局アドレス部を設け、当該子局アドレス部に繋がる一群の縦列または横列の子局カスケード入出力部を一群として使用することを特徴とするターミナルシステム。
請求項１から３において、複数の子局カスケード入出力部の各動作基点であるカスケード信号をタイミング移動信号としてカスケード接続し、前記タイミング移動信号に従って子局カスケード入出力部が動作することを特徴としたターミナルシステム。
請求項１から４において、子局アドレス部と、前記子局アドレス部にカスケード接続された子局カスケード入出力部を投光移動信号によりデータを転送することを特徴としたターミナルシステム。
請求項５において、子局アドレス部と続く子局カスケード入出力部さらに続く子局カスケード入出力部に、順次投光移動信号としてそれぞれを固定するパイプラック或いは配線ダクトの内部或いは空間を光伝送することを特徴とするターミナルシステム。
請求項１から６において、子局カスケード入出力部をカスケード入力部とカスケード出力部に分け、単一或いは複数のカスケード出力部から投光する光で空間を跨いで透過させ、単一或いは複数のカスケード入力部で投光信号を受光し、単一或いは複数の受光信号の論理和或いは論理積を取り、空間容積の大きい物体の検知を行うことを特徴とするターミナルシステム。
請求項１から６において、複数の反射型センサターミナルを格子状に配置し、得られた信号の論理和、論理積を取り、空間容積の大きい物体の検知をすることを特徴とするターミナルシステム。
請求項１から８において、透過型センサ群および反射型センサ群を混合して使用することを特徴とするセンサターミナルシステム。
請求項７、８において、複数のターミナルの論理和を取り、物体の検知をすることを特徴とするターミナルシステム。