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【発明の名称】 センサユニットおよびセンサシステム
【発明者】 【氏名】落合 隆幸
【住所又は居所】愛知県春日井市牛山町2431番1号 サンクス株式会社内

【要約】 【課題】各センサユニットの検出感度等のデータ設定に時間をかけることをなくしながら高機能な外部制御機器を用意する必要無く簡便に行うことができるセンサユニットを提供する。

【解決手段】ファイバセンサシステムは、制御ユニットと複数のファイバセンサユニットとから構成されている。ファイバセンサユニットの受信手段7が、制御ユニットから制御内容を示唆する命令信号及びグループ指定するグループ信号からなる制御信号を受信すると、CPU4は、あらかじめ設定手段9により設定されたグループと受信した制御信号とに基づいて自己に対する制御の有無を判別し、自己に対する制御であることを確認した場合には、命令信号に基づいて所定の制御を実行する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 隣接配置される制御ユニットもしくは他のセンサユニットから信号を受信するセンサユニットであって、制御内容を示唆する制御命令信号及びグループを指定するグループ指定信号からなる制御信号を受信する受信手段と、自己が所属するグループを設定する設定手段と、前記受信手段により受信された制御信号および前記設定手段により設定されたグループに基づいて自己に対する制御の有無を判別する判別手段と、この判別手段が自己に対する制御であることを確認した場合は、前記制御ユニットから受信した制御命令信号に基づいて所定の制御を実行する制御実行手段とを備えたことを特徴とするセンサユニット。
【請求項2】 請求項1記載のセンサユニットにおいて、検出対象に向けて投光手段により照射される光を受光する受光手段と、この受光手段の受光レベル及び所定の基準レベルに基づいて前記検出対象を検出する検出手段とを備え、前記制御実行手段は、所定の制御として、前記制御信号受信後の前記受光手段の受光レベルに基づいて前記基準レベルを再設定することを特徴とするセンサユニット。
【請求項3】 請求項2記載のセンサユニットにおいて、前記制御実行手段は、所定の制御として、前記制御信号受信後の前記受光手段の受光レベルと前記検出手段の基準レベルとを加算して得られた値を基準レベルとして再設定することを特徴とするセンサユニット。
【請求項4】 請求項2記載のセンサユニットにおいて、前記基準レベルのシフト率を設定するシフト率設定手段を備え、前記制御実行手段は、所定の制御として、前記制御信号受信後の前記受光手段の受光レベルに前記シフト率を乗算した値を加算もしくは減算し基準レベルとして再設定することを特徴とするセンサユニット。
【請求項5】 請求項1ないし4の何れかに記載のセンサユニットにおいて、前記設定手段は、全てのグループに適応できる特別グループに設定可能に設けられ、前記判別手段は、前記設定手段が前記特別グループに設定された場合は前記受信手段により受信された制御信号は自己に対する制御であると判別することを特徴とするセンサユニット。
【請求項6】 請求項1ないし5の何れかに記載のセンサユニットと、制御内容を示唆する制御命令信号及びグループを指定するグループ指定信号からなる制御信号を送信する制御ユニットとを備えたことを特徴とするセンサシステム。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、隣接配置される制御ユニットもしくは他のセンサユニットから信号を受信するセンサユニット、およびこのセンサユニットと制御ユニットとからなるセンサシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、センサユニットは、例えば外部制御機器からの制御信号に基づいて動作するようになっている。図9は、従来より用いられる例えばファイバセンサシステム(センサシステム)Aの構成及びこの利用形態を概略的に示している。ファイバセンサシステムAを構成する個々のセンサユニットBには、投光素子及び受光素子が備えられており、投光素子から照射される光を各工程I〜III内の検出領域を介して受光素子で受光することに基づいて、検出領域内に存在する被検出対象物を検出できるようになっている。そして、個々のセンサユニットBにそれぞれ接続された外部制御機器Cによる制御に基づいて、各工程I〜IIIを管理するように構成されている。
【0003】このような構成では、例えば各工程に応じて受光素子の受光レベルのしきい値(検出感度)等のデータ設定を各センサユニットBに対して行う場合、図9に示すように、外部制御機器Cと個々のセンサユニットBとの間に制御信号線を配線する必要があるが、この場合、結線数が増大となり配線作業が煩雑化する。この不具合を解決するため特開2000−222788公報に開示されるセンサシステムがある。
【0004】この種のセンサシステムの場合、隣接するセンサユニット間でコネクタなどを接続することにより、センサユニットは、隣接配置される他のセンサユニットから信号を受信するようになっているため、例えば複数のセンサユニットのデータ設定あるいは調整作業を簡便なものとすることができる。
【0005】一方、複数のセンサユニットを使用する際に各工程毎に異なるデータ設定が必要とされる場合には、各ユニット毎に設定状態を変更する必要を生じる。例えばセンサユニットを連続して長時間検出動作させた場合には、投光素子が照射する光の量(投光量)は投光素子の劣化と共に減少するため、しきい値等の検出感度設定状態を変更する必要を生じる。
【0006】例えばしきい値の変更を自動的に行うことをオートリファレンスというが、外部制御機器からオートリファレンス制御信号をセンサユニットへ送信すると、各センサユニットはそのオートリファレンス制御信号を受信し、しきい値を所定量だけシフトさせる。この場合、上述公報に示されるように隣接する他のセンサユニットから信号を受信する構成のものでは、複数のセンサユニットの内の特定のものだけに対してオートリファレンス信号を送信することができないと考えられる。
【0007】このように特定の複数台の設定状態を変更指定する場合には、上述公報のものでは各センサユニットに対して、設定用データと共に送信先ユニットの固有アドレスを付して送信することで、各センサユニットの設定状態の変更を可能としている。
【0008】しかしながら、センサユニットが多数接続されると、台数分だけの設定用データを送信する必要を生じ送信時間が余分にかかってしまい高速化の妨げとなるという問題がある。
【0009】また、工程毎に設定値が異なる場合にも、多くの設定用データを用意しなければならないこともあり、外部制御機器の処理が多くなり、その分余計な時間がかかることになるため、高機能な外部制御機器を用意しなければならないといった問題も生じている。これらの問題は、ファイバセンサシステムに限らず、各種センサユニットシステムにも同様に生じる。
【0010】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、各センサユニットの検出感度等のデータ設定に時間をかけることをなくしながら高機能な外部制御機器を用意する必要無くデータ設定を簡便に行うことができるセンサユニットおよびこのセンサユニットと制御ユニットとからなるセンサシステムを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、請求項1記載のセンサユニットは、隣接配置される制御ユニットもしくは他のセンサユニットから信号を受信するものであって、制御内容を示唆する制御命令信号及びグループを指定するグループ指定信号からなる制御信号を受信する受信手段と、自己が所属するグループを設定する設定手段と、前記受信手段により受信された制御信号および前記設定手段により設定されたグループに基づいて自己に対する制御の有無を判別する判別手段と、この判別手段が自己に対する制御であることを確認した場合は、前記制御ユニットから受信した制御命令信号に基づいて所定の制御を実行する制御実行手段とを備えたことに特徴を有している。
【0012】この手段によれば、受信手段が制御命令信号及びグループ指定信号からなる制御信号を、隣接配置された制御ユニットもしくは他のセンサユニットから受信すると、グループとそのグループが実行する制御内容を把握できる。一方で、設定手段が自己の所属するグループを設定する。この場合、判別手段が当該グループと受信した制御命令信号及びグループ指定信号とに基づいて自己に対する制御の有無を判別し、この制御が有りと確認した場合には制御実行手段が制御ユニットから受信した制御命令信号に基づいて所定の制御を実行するため、グループに所属するセンサユニットが所定の制御を実行する。これにより、各センサユニットの検出感度(しきい値)等のデータ設定に時間をかけることをなくしながら高機能な外部制御機器を用意する必要無くデータ設定を簡便に行うことができる。
【0013】この場合、検出対象に向けて投光手段により照射される光を受光する受光手段と、この受光手段の受光レベル及び所定の基準レベルに基づいて検出対象を検出する検出手段とを備えるようにし、制御実行手段を、所定の制御として、前記制御信号受信後の受光手段の受光レベルに基づいて基準レベルを再設定するように構成してもよい(請求項2)。
【0014】さらにこの場合、具体的には請求項3記載の発明のように、制御実行手段を、所定の制御として、制御信号受信後の受光手段の受光レベルと検出手段の基準レベルとを加算して得られた値を基準レベルとして再設定するように構成することもできる。請求項4記載の発明のように、シフト率設定手段として基準レベルのシフト率を設定するように設け、制御実行手段を、所定の制御として、制御信号受信後の受光手段の受光レベルにシフト率を乗算した値を加算もしくは減算し基準レベルとして再設定するように構成することもできる。
【0015】上述の場合に、設定手段を、全てのグループに適応できる特別グループに設定可能にし、判別手段を、設定手段が特別グループに設定された場合は前記受信手段により受信された制御信号が自己に対する制御であると判別するように構成することもできる(請求項5)。
【0016】この手段によれば、設定手段により特別グループに設定された場合には、受信手段がどのようなグループ指定信号を受信した場合にも、判別手段は自己に対する制御であると判別するため、全てのグループ指定信号に対して応答し制御実行手段は制御命令信号に基づいて所定の制御を実行することができる。
【0017】このような請求項1ないし5の何れかに記載のセンサユニットと、制御内容を示唆する制御命令信号及びグループを指定するグループ指定信号からなる制御信号を送信する制御ユニットとを備え、センサシステムとして構成することができる(請求項6)。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、ファイバセンサシステムに適用したセンサシステムの一実施形態について図1ないし図8を参照しながら説明する。図2は、ファイバセンサシステムの構成を概略的に示している。ファイバセンサシステム1は、制御ユニット2と、例えば10個のファイバセンサユニット3,…,3とから構成されており、これらは連接して隣接配置接続されている。
【0019】制御ユニット2は、図示しないCPU,メモリ,例えばLEDによる投光素子、キー入力回路等から構成されており、内蔵されるメモリに記憶されるプログラムに基づいて制御信号を所定の通信方式で光信号として投光素子から送信するようになっている。
【0020】図3は、制御信号の概要を示している。制御信号は、命令信号(本発明の制御命令信号に相当)及びグループ信号(本発明のグループ指定信号に相当)からなっている。命令信号は、2ビットで構成されており、「0 1」の場合はオートリファレンス処理、「1 0」の場合はコピー処理、「1 1」の場合はしきい値の再設定処理を示すティーチング処理を表わす。これらの処理の概要については後述する。グループ信号もまた2ビットで構成されており、「0 1」の場合はグループ1、「1 0」の場合はグループ2、「1 1」の場合はグループ3を表わす。ファイバセンサユニット3は、例えば反射型のセンサであり、本体部3a及びファイバ3bを有している。
【0021】図1は、ファイバセンサユニットの電気的構成を機能的なブロック図として概略的に示している。ファイバセンサユニット3は、CPU(本発明の判別手段,検出手段,制御実行手段,シフト率設定手段に相当)4を主体として、このCPU4にそれぞれ接続される投光手段5と、受光手段6と、受信手段7と、送信手段8と、設定手段9と、図示しないメモリ等から構成されている。
【0022】投光手段5は、図示しないLED等の投光素子を有するもので、メモリに記憶されたプログラムに基づいてファイバ3bを介して光を検出対象に向けて照射するようになっている。
【0023】受光手段6は、図示しないフォトダイオード等の受光素子を有するもので、投光手段5により検出対象に向けて照射される光をファイバ3bを介して受光し、増幅,A/D変換処理等を行い受光レベルとして検出するようになっている。
【0024】受信手段7は、例えばフォトダイオードによる受光素子を有するもので、制御ユニット2もしくは他のファイバセンサユニット3の送信手段8から制御信号を所定の通信方式で受信(光通信)するようになっている。
【0025】送信手段8は、例えばLEDのような投光素子を有するもので、制御信号を他のファイバセンサユニット3の受信手段7に対して送信(光通信)するようになっている。図4は、この通信の流れを概略的に示している。ファイバセンサユニット3(■)は、制御ユニット2から受信した制御信号を隣接接続されたファイバセンサユニット3(■)に対して制御信号を送信するようになっており、この制御信号は連接接続された全てのファイバセンサユニット3(■,■,…)に順次送信されるようになっている。
【0026】図1に戻って、設定手段9は、例えばディップスイッチを有してなるもので、ユーザにより操作されることで、ファイバセンサユニット3のそれぞれにグループ1〜3の何れかのグループを設定するように構成されている。図5は、この設定手段によるグループ設定と、処理の概要とを示す対応図である。
【0027】上記構成の作用について図6ないし図8をも参照しながら説明する。図6は、ファイバセンサユニットの動作をフローチャートで示しており、図7は、ファイバセンサシステムの動作をタイミングチャートで示している。
【0028】ファイバセンサユニット3…3のしきい値を設定するのに先立って、設定手段9のユーザによる操作によりグループが設定される。このようなグループの設定が終了した状態でユーザにより制御ユニット2に対してグループ指定とそのグループに対する命令が入力される。
【0029】ユーザにより検出開始指示がなされると制御ユニット2は、隣接するファイバセンサユニット3に対して同期信号を送信する。この同期信号は、パルスで構成されておりパルス長が制御信号に対して長く設定されている。
【0030】各ファイバセンサユニット3…3は、それぞれ略同様の処理を行うため、以降の説明ではファイバセンサユニット■が行う処理について説明を行い、他のファイバセンサユニット■,■,…の処理についてはその説明を省略する。
【0031】ファイバセンサユニット3の受信手段7は、制御ユニット2から同期信号を受信した後(ステップS1:Yes)、制御信号を検出する場合には同期信号に続いて命令信号及びグループ信号を受信する(ステップS2,S3)。受信手段7が制御信号を検出しない場合には命令信号及びグループ信号の何れも受信することはない(図7,X参照)。
【0032】この場合、CPU4が、ファイバセンサユニット■(自己)に設定されたグループに対する制御信号ではなく、自己に対する制御が無いと判別した場合には(ステップS4:No)、隣接する他のファイバセンサユニット3(ファイバセンサユニット■)に対して同期信号及び制御信号を送信し、通常の検出動作を行う。同様に、制御信号を検出せず、受信手段7が命令信号及びグループ信号の何れも受信しない場合にも通常の検出動作を行う。
【0033】通常の検出動作においては、投光手段5が検出対象に向けて照射し(図7,P参照)、受光手段6が受光し受光レベルを読取り(図7,D参照)、CPU4は、基準レベルとしてのしきい値との比較に基づいて検出対象が検出領域に存在するか否かを判別し、その結果を出力することになる(ステップS5〜S8)。
【0034】ステップS4において、CPU4が、自己に対する制御であることを確認した場合には、ステップS2で読取られた命令信号に基づいて処理が分岐される。例えば、命令信号が「0 1」であって、CPU4がオートリファレンス処理を行うと判別した場合には、以下に示すステップS9〜S13の処理を行う。
【0035】オートリファレンス処理は、所定のしきい値に対して受光手段6が受光する受光レベルを加算する処理を行うことを意味している。しきい値Kに対して受光レベルLとすると、新しいしきい値Mは、M=L+Kで表わされる。
【0036】具体的にはオートリファレンス処理において、送信手段8は、同期信号及び制御信号を他のファイバセンサユニット3に対して送信し(ステップS9)、投光手段5が投光パルスを出力し(ステップS10)、受光手段6が受光し受光レベルを読取る(ステップS11)。そして、CPU4は、所定のしきい値に対してこの受光レベルを加算し(ステップS12)、加算して得られた値をしきい値として再設定する(ステップS13)。このようにしてオートリファレンス処理が行われ、再度ステップS1から繰り返し処理を行う。尚、他の同一グループのファイバセンサユニット3は、順次、ステップS9において送信された同期信号及び制御信号に基づいて、ステップS9〜S13の処理を行うことになる。
【0037】図8は、オートリファレンス処理の命令信号が送信された場合に、実際にオートリファレンス処理が行われるファイバセンサユニットの番号を対応して示している。例として、ファイバセンサユニット■〜■の夫々の設定手段9がグループ1に設定していたとする(図2参照)。この場合、グループ1をオートリファレンス処理する命令信号が制御ユニット2から送信されたとすると、ファイバセンサユニット3(■〜■)においてオートリファレンス処理される。
【0038】同様にグループ2に設定されるファイバセンサユニット3(■〜■)は、グループ2のグループ信号を受信した場合にオートリファレンス処理がなされる。グループ3に設定されるファイバセンサユニット3(■〜)はグループ3のグループ信号を受信した場合にオートリファレンス処理がなされることになる。尚、ファイバセンサユニット3(■及び■)は、OFFに設定されるため、何れのグループ信号を受信したとしても命令信号を実行することはない。
【0039】図6に戻って、ステップS2で読取られた命令信号が「1 1」であって、ステップS4においてCPU4がティーチング処理を行うと判別した場合には、以下に示すステップS14〜S18を行う。
【0040】ティーチング処理は、ファイバセンサユニット3毎にあらかじめシフト率及びシフト方向(加算もしくは減算)が設定されていることに基づいて、しきい値の再設定を行うことを示している。しきい値K,読取られる受光レベルLに対して、シフト率Nとすると、新しいしきい値Mは、M=L±L×Nで表わされる。ここで、「±」のプラスは加算方向、マイナスは減算方向のシフト方向を示している。
【0041】このティーチング処理を具体的に示す。送信手段8は、同期信号及び制御信号を他のファイバセンサユニット3に対して送信し(ステップS14)、投光手段5が投光パルスを出力し(ステップS15)、受光手段6が受光し受光レベルを読取る(ステップS16)。CPU4は、この受光レベルにシフト率を乗算した値に所定のしきい値を加算し(ステップS17)、しきい値の再設定を行う(ステップS18)。このようにしてティーチング処理が行われ、再度ステップS1から繰り返し処理を行う。尚、他の同一グループのファイバセンサユニット3は、順次、ステップS14において送信された同期信号及び制御信号に基づいて、ステップS14〜S18の処理を行うことになる。
【0042】ステップS2で読取られた命令信号が「1 0」であって、ステップS4においてCPU4がコピー処理を行うと判別した場合には、以下に示すステップS19〜S21を行う。
【0043】コピー処理は、例えばファイバセンサユニット3(■)において設定されたしきい値をその他のファイバセンサユニット3(■,■,…)に対してコピーする処理を示している。コピー処理において、ファイバセンサユニット3(■)の送信手段8は、同期信号及び制御信号を他のファイバセンサユニット3に対して送信し(ステップS19)、しきい値を呼び出し(ステップS20)、このしきい値を他のファイバセンサユニット3に対して送信する(ステップS21)。この場合、他の各ファイバセンサユニット3は、順次、受信手段7にて受信したしきい値を設定し他の設定完了していないファイバセンサユニットの受信手段7に対して同期信号及び制御信号と共に送信することになる。
【0044】このような実施形態によれば、CPU4が設定されたグループと受信した命令信号及びグループ信号とに基づいて自己に対する制御の有無を判別するように構成したので、ファイバセンサシステム1全体の制御を制御ユニット2の送信する制御信号として1回のみで行うことにより、制御ユニット2から送信されるデータが極力少なくなり、高機能な制御ユニットを用意する必要を無くすることができる。また従来、台数分だけの設定用データを外部制御機器が送信する必要があったが、設定手段9により各ファイバセンサユニット3…3がグループ設定されているので、制御ユニット2はグループ信号及び命令信号を送信するだけで、順次各ファイバセンサユニット3…3間でこの制御信号が光により順次送信されるため、設定されたグループに対応するファイバセンサユニット3のCPU4は、命令信号に基づいて所定の制御を実行することができる。これにより各ファイバセンサユニット3…3のデータ設定を簡便に行うことができる。
【0045】(他の実施形態)本発明は上記し且つ図面に記載した実施形態にのみ限定されるものではなく、例えば次のような変形または拡張が可能である。制御ユニット2に連接接続された全てに共通するアドレス(ブロードキャストアドレス)をファイバセンサユニット3…3に対して命令信号と共に送信し、各ファイバセンサユニット3…3は当該命令信号に相当する命令を実行するように構成しても良い。
【0046】上述実施形態においては、グループ1〜3の何れかのグループに設定するように設定手段9を構成したが、これに限定されるものではなく、全てのグループに適応できる特別グループに設定するように構成し、制御ユニット2がどのようなグループ信号を送信したとしても、当該ファイバセンサユニット3の受信手段7が命令信号を受信し受付け、CPU4は自己に対する制御であると判別するようにしても良い。この場合、全てのグループ信号に対して応答しCPU4は命令信号に基づいて所定の制御(オートリファレンス処理、ティーチング処理、コピー処理)を実行することができる。制御ユニット2に接続されるファイバセンサユニット3が1台の場合や、ファイバセンサユニット3が複数台接続されている場合の設定を同一グループ設定にする必要があるとき等に有効となる。
【0047】各ファイバセンサユニット3…3をグループ1〜3の何れか複数のグループに適用し設定するように設定手段9を構成しても良い。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のセンサユニットは、自己が所属するグループに基づいて自己に対する制御の有無を判別し、自己に対する制御であることを確認した場合は、制御ユニットから受信した制御命令信号に基づいて所定の制御を実行するので、各センサユニットの検出感度等のデータ設定に時間をかけることをなくしながら高機能な外部制御機器を用意する必要無く簡便に行うことができるという優れた効果を奏する。
【出願人】 【識別番号】000106221
【氏名又は名称】サンクス株式会社
【住所又は居所】愛知県春日井市牛山町2431番地の1
【出願日】 平成14年1月30日(2002.1.30)
【代理人】 【識別番号】100071135
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 強
【公開番号】 特開2003−222680(P2003−222680A)
【公開日】 平成15年8月8日(2003.8.8)
【出願番号】 特願2002−21785(P2002−21785)