JP6015355B2 - 光電センサ - Google Patents

Description

本発明は、光電センサに関し、特にヘッドとアンプとが分離した形式の光電センサに関する。

一般的に、生産ラインには、複数のセンサが設けられる。制御装置としてのＰＬＣ（Programmable Logic Controller）は、種々のセンサから入力された信号に応答して、製造機械を制御する。たとえば、光電センサは、受光部で検知した受光量としきい値とを比較し、受光量がしきい値よりも大きければ、ワークが検出されたことを表す信号をＰＬＣに送る。

特許第４２６８３０８号明細書（特許文献１）は、ＰＬＣ等の制御機器に接続されるセンサの１つである分離型の光電スイッチ（光電センサ）を開示する。特許第４２６８３０８号明細書に記載の光電スイッチは、ヘッド部および本体部（アンプ）により構成される。本体部のケーシングの上面に設けられた設定スイッチを押すことにより、受光量と比較される上述したしきい値が自動的に設定される。

特許第４２６８３０８号明細書

分離型の光電センサが用いられた生産ラインにおいては、ヘッドはアンプから数メートル離れた場所に設置され得る。したがって、アンプ側にしきい値の設定スイッチが設けられている場合には、作業者がヘッドを設置した後、作業者がアンプまで移動して設定スイッチを操作するか、別の作業者が設定スイッチを操作しなければ、しきい値を設定できない。そのため、作業性が良くない。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、分離型の光電センサの設置作業性を向上することである。

光電センサは、投光部ならびに受光部が設けられたヘッドと、ケーブルを介してヘッドに接続され、受光量としきい値とを比較した結果に応じた信号を制御装置に向けて送信するアンプと、ヘッドに設けられ、利用者によって操作されるスイッチとを備える。アンプは、スイッチが操作されると、受光量に応じてしきい値を設定する。

しきい値の設定を開始する際に操作されるスイッチがヘッドに設けられているため、作業者は、ヘッドの位置を決めた後、移動せずにアンプにしきい値を設定させることができる。したがって、ヘッドの設置作業性が向上する。特に、ヘッドの設置位置の微調整としきい値の設定とを数回繰り返す場合には作業性の向上幅が大きい。

しきい値を設定するために操作されるスイッチが操作されると発光するように制御される表示灯をヘッドに設けてもよい。この表示灯により、作業者はしきい値の設定がなされたかどうかを確認することができる。

しきい値は、複数の方法のうちのいずれかの方法により設定されてもよい。例えば、ワーク（検出対象物）があるときの受光量よりも所定値だけ小さい値をしきい値として設定する方法、ワークがあるときの受光量とワークがないときの受光量との平均値をしきい値として設定する方法、これらの２つの方法で得られた２つのしきい値の範囲を、ワークがあると言える受光量の範囲として設定する方法などが用いられてもよい。この場合、しきい値の設定方法毎に異なる態様で発光するように、ヘッドに設けられた表示灯が制御されてもよい。これにより、作業者は、しきい値の設定方法を把握することができる。しきい値の設定方法は、しきい値を設定する際に操作されるヘッド側のスイッチの操作態様（連続操作回数、操作時間など）に応じて選択されてもよい。たとえば、スイッチを一度操作すれば、ワークがあるときの受光量よりも所定値だけ小さい値がしきい値として設定されてもよい。スイッチを連続的に二度操作すると、ワークがあるときの受光量とワークがないときの受光量との平均値がしきい値として設定されてもよい。スイッチを連続的に三度操作すると、前述の２つの方法で得られた２つのしきい値の範囲が、ワークがあると言える受光量の範囲として設定されてもよい。これらのしきい値の設定方法毎に異なる速度で点滅するようにヘッド部に設けられた表示灯が制御されてもよい。

受光量に応じて異なる態様で発光するように制御される表示灯をヘッドに設けてもよい。例えば、センサの性能によって定まる所定値よりも大きい受光量が得られると表示灯を点灯するようにしてもよい。これにより、作業者は、表示灯の発光状況を確認することによって、ワークを確実に検出することができる位置にヘッドを位置決めできる。

異常判定回路をヘッドに設けてもよい。これにより、アンプにおいて異常判定回路を省略することができる。そのため、アンプを小型化できる。

アンプに設けられた操作部に対する操作により、しきい値を設定するためのヘッド側のスイッチに対する操作を無効にしたり、有効にしたりすることが可能であるようにアンプを構成してもよい。

しきい値の設定を開始する際に操作されるスイッチがヘッドに設けられているため、作業者は、ヘッドの位置を決めた後、移動せずにアンプにしきい値を設定させることができる。したがって、ヘッドの設置作業性が向上する。

光電センサを示す概略斜視図である。 ヘッド内部の回路構成を示した図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本実施の形態に係る光電センサ１００は、アンプ（本体部）１０１と、ヘッド１０２と、アンプ１０１とヘッド１０２とを電気的に接続するケーブル１３０とを備える。ケーブル１３０を介して、アンプ１０１とヘッド１０２との間で信号が送受信される。

アンプ１０１は、本体ケーシング１１０と、本体ケーシング１１０に回動自在に取付けられた開閉カバー１１４と、本体ケーシング１１０の内部に収容されたフレーム１１６とを主として有しており、開閉カバー１１４の開状態において露出するフレーム１１６の上面に表示部１０３および操作部１０４を有している。アンプ１０１の前面に位置する本体ケーシング１１０の前壁部分には、ケーブル１３０が挿し込まれる。アンプ１０１の背面からは、電源ラインや信号ライン等の芯線が一体化された電気コード１０５が引き出されている。

ヘッド１０２には、投光部１０２ａ、受光部１０２ｂおよび判定表示灯１０２ｃが設けられる。一例として、投光部１０２ａには、投光素子として発光ダイオードチップがパッケージング化された発光ダイオードパッケージが用いられる。受光部１０２ｂには、ＰＤパッケージ等が用いられる。

ヘッド１０２は、投光部１０２ａから光をワーク（検出対象物）に対して投光するとともに、受光部１０２ｂから入射した反射光の受光量に応じた信号をアンプ１０１にケーブル１３０を介して伝送する。受光量が十分である場合には、判定表示灯１０２ｃが点灯される。

アンプ１０１は、受光量としきい値とを比較し、受光量がしきい値よりも大きければ、ワークが検出されたことを表すオン信号をＰＬＣ（図示せず）等の制御機器に向けて送信する。受光量と比較されるしきい値は、アンプ１０１の操作部１０４を利用者が操作することによって自動で設定される。

しきい値は、複数の種類の方法のいずれかを用いて設定される。例えば、ワークがあるときの受光量よりも所定値だけ小さい値がしきい値として設定されてもよい。ワークがあるときの受光量とワークがないときの受光量との平均値がしきい値として設定されてもよい。これらの２つの方法で得られた２つのしきい値の範囲が、ワークがあると言える受光量の範囲として設定されてもよい。しきい値の設定方法自体には周知の技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰り返さない。

しきい値の設定は、ヘッド１０２に設けられた設定スイッチ１２０を利用者が操作する（具体的には押下操作する）ことによっても開始され得る。したがって、作業者は、ヘッド１０２を生産ラインに設置した後、アンプ１０１がある場所まで戻らなくても、ヘッド１０２を取り付けた場所からしきい値の設定をアンプ１０１に指示することができる。

しきい値の設定方法は、設定スイッチ１２０の操作態様に応じて選択可能である。例えば、作業者が所定時間内に設定スイッチ１２０を一度操作すれば、ワークがあるときの受光量よりも所定値だけ小さい値がしきい値として設定される。作業者が所定時間内に設定スイッチ１２０を連続的に二度操作すると、ワークがあるときの受光量とワークがないときの受光量との平均値がしきい値として設定される。作業者が所定時間内に設定スイッチ１２０を連続的に三度操作すると、前述の２つの方法で得られた２つのしきい値の範囲が、ワークがあると言える受光量の範囲として設定される。

しきい値の設定方法は、設定表示灯１２２の点滅速度から確認できる。すなわち、設定表示灯１２２は、しきい値の設定方法毎に異なる態様（異なる点滅速度）で発光するように、アンプ１０１によって制御される。しきい値の設定が完了した場合は、設定表示灯１２２は点灯するように制御される。

設定されたしきい値は、アンプ１０１の操作部１０４を操作することによって、ロックすることが可能である。すなわち、アンプ１０１は、しきい値を設定するための操作部１０４の操作、ならびにヘッド１０２の設定スイッチ１２０の操作を無効にする機能を有する。

さらに、アンプ１０１は、操作部１０４の操作によって、ヘッド１０２の設定スイッチ１２０の操作のみを無効にしたり有効にしたりする機能を有する。すなわち、しきい値のロック機能を、ヘッド１０２の設定スイッチ１２０に対して単独で設定可能である。

その他、ヘッド１０２には、安定表示灯１２４が設けられている。安定表示灯１２４は、受光量に応じて異なる態様で発光するように制御される。一例として、受光量が大きいほど早く点滅するように安定表示灯１２４がアンプ１０１により制御される。アンプ１０１ならびにヘッド１０２の仕様によって定まる所定値よりも受光量が大きい場合、安定表示灯１２４は点灯するように制御される。ワークがあるときの安定表示灯１２４の点滅、点灯状態を確認することにより、作業者は、ワークを確実に検出することができる位置にヘッド１０２を位置決めできる。

図２を参照して、ヘッド１０２内部の回路構成について説明する。投光部１０２ａは、投光用の投光素子（例えば発光ダイオード）２００と、駆動回路２０２と、モニタ用受光素子２０４と、異常判定回路２０６とを備える。駆動回路２０２は、所定の発光量で発光するように、投光素子２００へ駆動電力を供給する。

異常判定回路２０６は、モニタ用受光素子２０４で検出した受光量に基づいてヘッド１０２の異常を判定する。例えば、モニタ用受光素子２０４で検出した受光量が所定値を超えると異常が検出される。異常判定回路２０６をアンプ１０１ではなくヘッド１０２に設けることにより、ケーブル１３０における外部からのノイズの影響を低減することができる。そのため、異常判定の精度を向上することができる。

受光部１０２ｂは、受光素子２１０と、増幅回路２１２とを備える。受光素子２１０により検出された受光量は増幅回路２１２を介してアンプ１０１に伝達される。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００ 光電センサ、１０１ アンプ、１０２ ヘッド、１０２ａ 投光部、１０２ｂ 受光部、１０２ｃ 判定表示灯、１０３ 表示部、１０４ 操作部、１０５ 電気コード、１１０ 本体ケーシング、１１４ 開閉カバー、１１６ フレーム、１２０ 設定スイッチ、１２２ 設定表示灯、１２４ 安定表示灯、１３０ ケーブル、２００ 投光素子、２０２ 駆動回路、２０４ モニタ用受光素子、２０６ 異常判定回路、２１０ 受光素子、２１２ 増幅回路。

Claims (6)

1. 投光部ならびに受光部が設けられたヘッドと、
   ケーブルを介して前記ヘッドに接続され、受光量としきい値とを比較した結果に応じた信号を制御装置に向けて送信するアンプと、
   前記ヘッドに設けられ、利用者によって操作されるスイッチとを備え、
   前記アンプは、前記スイッチが操作されると、受光量に応じて前記しきい値を設定する、光電センサ。
2. 前記ヘッドに設けられ、前記スイッチが操作されると発光するように制御される表示灯をさらに備える、請求項１に記載の光電センサ。
3. 前記アンプは、複数の方法のうちのいずれかの方法により前記しきい値を設定し、
   前記表示灯は、前記しきい値の設定方法毎に異なる態様で発光するように制御される、請求項２に記載の光電センサ。
4. 前記ヘッドに設けられ、受光量に応じて異なる態様で発光するように制御される表示灯をさらに備える、請求項１に記載の光電センサ。
5. 前記ヘッドに設けられた異常判定回路をさらに備える、請求項１に記載の光電センサ。
6. 前記アンプは、前記アンプに設けられた操作部に対する操作により、前記スイッチに対する操作の無効化および有効化を切替え可能であるように構成される、請求項１に記載の光電センサ。

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