專利名稱：光電傳感器及閾值的確認作業(yè)的支援方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測出移動物體通過目標位置或物體的姿勢變化等的光電傳感器。并且，本發(fā)明涉及對確認光電傳感器所設(shè)定的閾值是否適當?shù)淖鳂I(yè)進行支援的方法，所述方法用于進行上述檢測。
背景技術(shù)：
在光電傳感器中，有如下的兩種類型其一是接收從投光部出射而通過檢測對象物的檢測區(qū)域的光的類型(透過型)；其二是接收從投光部出射之后被檢測對象物反射的光的類型(反射型)。任一類型的傳感器均將從受光部輸出的受光量信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)， 將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)(以下稱之為“受光量數(shù)據(jù)”)輸入到具有微處理器的處理電路，并通過將受光量數(shù)據(jù)的值與預先設(shè)定的閾值進行對照判定是否存在檢測對象物，當判定為存在檢測對象物時，輸出成為接通狀態(tài)的檢測信號。并且，還有如下情況根據(jù)傳感器的使用目的，計測受光量的變化量、移動平均值等，并通過將根據(jù)該計測得到的值與閾值進行比較判定是否存在物體。若要用這種光電傳感器穩(wěn)定地檢測出檢測對象物，就需要對檢測對象物設(shè)定一個特定閾值，該特定閾值相對斷開電平(off level)和峰值電平(peaklevel)具有足夠大的安全邊際率(margin of safety ratio)，其中，上述斷開電平是發(fā)生變化之前的計測數(shù)據(jù)的電平(level)，上述峰值電平是在計測數(shù)據(jù)中發(fā)生最大變化的部分的電平。這是因為如果將接近斷開電平的值設(shè)定為閾值，則容易遭受噪聲的影響。并且，一般情況下，由于閾值越接近峰值電平，計測數(shù)據(jù)超出閾值的期間變得越短，與此對應(yīng)地超出閾值的計測數(shù)據(jù)的數(shù)量也減少，因而檢測的穩(wěn)定性降低。由于上述原因，若要設(shè)定適當?shù)拈撝?，?yōu)選的是確認計測數(shù)據(jù)伴隨檢測對象物的移動發(fā)生何種變化，而確定閾值的適當值，但是，由于在檢測對象物高速移動的情況下，受光量信號、由受光量信號取得的數(shù)據(jù)變化也非?？欤蚨y以確認其變化。鑒于上述原因，在以往的光電傳感器中公知有如下的光電傳感器能夠通過分別對檢測信號成為斷開狀態(tài)的期間(以下，稱之為“斷開期間”)的長度和上述接通期間的長度進行計測，并對這些期間的長度進行并列顯示，來向用戶明示傳感器的動作穩(wěn)定性(例如參照特許文獻1)。專利文獻1 日本特開2007-93464號公報在上述專利文獻1所述的發(fā)明中，認為能夠通過所顯示的接通期間與斷開期間的長度關(guān)系來判斷光電傳感器的動作的穩(wěn)定程度，但這種判斷并不一定容易進行。下面參照圖10A、圖IOB對具體例進行說明。在圖10A、圖IOB中，利用通過受光量的增加檢測出物體的類型的光電傳感器的受光量信號的變化曲線來表示接通期間、斷開期間與閾值的關(guān)系。并且，通過在變化曲線上打點表示受光量信號中的成為計測對象的受光量。圖中，PO為閾值，受光量大于PO的期間成為接通期間，受光量小于PO的期間成為
4斷開期間。若要通過這種光電傳感器穩(wěn)定地檢測出移動的檢測對象物，就需要設(shè)定閾值PO 的值，以計測出大于閾值的受光量次數(shù)連續(xù)達到某一程度。如圖10A、圖IOB的各圖表的接通期間的長度與接通期間中打點數(shù)量的不同點所示，如果能夠在已確保相對基數(shù)電平的安全邊際率的狀態(tài)下降低閾值P0，就能夠增加大于閾值PO的受光量數(shù)據(jù)的計測次數(shù)而提高檢測的穩(wěn)定性。但是，在現(xiàn)實情況下，由于斷開期間中的各時間點的受光量狀態(tài)不明確，因而用戶不能容易地判斷出閾值的降低幅度。這種問題同樣也發(fā)生在采用通過受光量的減少來檢測出物體的類型的光電傳感器中。由于上述原因，現(xiàn)場的用戶經(jīng)反復試驗而設(shè)定閾值，因而加重用戶進行設(shè)定作業(yè)的負擔。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對上述問題作出的，其目的在于，能夠讓用戶容易地確認是否設(shè)定有適于進行穩(wěn)定的檢測的閾值。適用本發(fā)明的光電傳感器，具有投光部，其用于出射光，受光部，其接收投光部投射的光來生成表示其受光量的受光量數(shù)據(jù)，輸出部，其用于輸出檢測信號，該檢測信號用于表示已檢測出上述檢測對象物，信號處理部，其接收上述受光部所生成的受光量數(shù)據(jù)，將該受光量數(shù)據(jù)作為對象執(zhí)行計測處理，將通過該計測處理得到的計測數(shù)據(jù)與預先設(shè)定的閾值進行對照來判定是否存在檢測對象物，并根據(jù)其判定結(jié)果，在上述檢測信號的接通及斷開之間進行切換，輸入部，其用于輸入上述閾值的設(shè)定值。在上述結(jié)構(gòu)中，由受光部受光的方式有如下的兩種情況其一是直接接收來自投光部的出射光的情況(透過型方式)；其二是接收來自物體的針對出射光的反射光的情況 (反射型方式)。并且，在信號處理部中，作為計測處理，例如執(zhí)行如下處理每次或每隔一定時間計測受光部所輸入的受光量數(shù)據(jù)。并且，還有進行如下處理的情況對通過該計測得到的受光量數(shù)據(jù)進行微分而求出每單位時間內(nèi)的受光量的變化量；求出受光量數(shù)據(jù)的移動平均値。在本發(fā)明的光電傳感器中，為了解決上述課題，信號處理部上設(shè)有第一時間計測單元，其用于將第一特定期間作為計測數(shù)據(jù)的變化期間來計測其時間長度，該第一特定期間是指，從上述檢測信號處于斷開的電平的計測數(shù)據(jù)開始向接近上述閾值的方向變化到計測數(shù)據(jù)恢復到變化開始時間點的電平為止的期間，第二時間計測單元，其用于將第二特定期間作為接通期間來計測其時間長度，該第二特定期間是指，在上述計測數(shù)據(jù)的變化期間內(nèi)，能夠得到上述檢測信號處于接通的電平的計測數(shù)據(jù)的期間，輸出單元，其根據(jù)上述第一時間計測單元及第二時間計測單元的計測結(jié)果，以顯示為目的而輸出用于表示上述接通期間的長度及計測數(shù)據(jù)的變化期間相對于接通期間的安全邊際率的信息。在上述結(jié)構(gòu)的光電傳感器上設(shè)有顯示部的情況下，輸出單元能夠?qū)⒈硎景踩呺H率的信息輸出到該顯示部。并且，在該光電傳感器被設(shè)定為能夠與具有顯示功能的外部設(shè)備進行通信的情況下，可以將輸出單元構(gòu)成為向該外部設(shè)備發(fā)送表示安全邊際率的信息的單元。
上述“計測數(shù)據(jù)的變化期間相對于接通期間的安全邊際率的信息”，是指在計測數(shù)據(jù)的變化期間內(nèi)，是否具有將接通期間延長何種程度的余裕。作為表示該安全邊際率的信息，例如可以顯示計測數(shù)據(jù)的變化期間的長度，但也可以顯示兩個期間的長度的比例或長度之差?；蚩梢詫⒈硎旧鲜霰壤⒉畹臄?shù)值轉(zhuǎn)換成多個階段的電平中的相應(yīng)電平而進行顯
7J\ ο根據(jù)上述顯示，用戶能夠通過所顯示的信息來確認基于當前閾值的接通期間的長度及計測數(shù)據(jù)的變化期間相對于該接通期間的安全邊際率。由此，在判斷為所顯示的接通期間的長度不滿足進行穩(wěn)定檢測所需的長度的情況下，用戶能夠根據(jù)表示安全邊際率的顯示，以不過于接近基數(shù)電平的程度使閾值的設(shè)定值移動至基數(shù)電平附近。并且，在被用戶判斷為所顯示的安全邊際率過于小的情況下，能夠以安全邊際率不極端變大的程度使閾值的設(shè)定值移動至峰值電平附近。這樣一來，能夠根據(jù)兩種顯示，容易地進行將閾值設(shè)定為適當值的作業(yè)。在一優(yōu)選實施方式的光電傳感器中，信號處理部還還具有判定單元，該判定單元根據(jù)上述計測數(shù)據(jù)的變化期間的長度和接通期間的長度之間的關(guān)系，判定上述安全邊際率是否適當；上述輸出單元在輸出用于表示上述安全邊際率的信息的同時，輸出上述判定單元的判定結(jié)果。根據(jù)上述實施方式，用戶能夠通過所顯示的判定結(jié)果，容易地判斷出計測數(shù)據(jù)的變化期間相對于接通期間的安全邊際率是否處于適當范圍內(nèi)。在另一優(yōu)選實施方式的光電傳感器中，信號處理部還具有判定單元，其根據(jù)上述計測數(shù)據(jù)的變化期間的長度和接通期間的長度之間的關(guān)系，判定上述安全邊際率是否適當；閾值調(diào)整單元，其在上述判定單元判定為安全邊際率不適當時，對閾值的值進行調(diào)整， 使得計測數(shù)據(jù)的變化期間的長度和接通期間的長度之間的關(guān)系滿足預先設(shè)定的標準的關(guān)系。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在相對接通期間的計測數(shù)據(jù)的變化期間的安全邊際率極端大的情況、安全邊際率過于小的情況下，自動設(shè)定使該安全邊際率變得適當?shù)拈撝怠Ｓ纱?，能夠大幅減輕用戶設(shè)定閾值的負擔。在另一優(yōu)選實施方式的光電傳感器中，設(shè)定有處理速度不同的多個計測模式，在上述信號處理部中還設(shè)有模式選擇單元，該模式選擇單元以上述判定單元判定為閾值適當為條件，從上述多個計測模式中選擇能夠在上述接通期間內(nèi)執(zhí)行預定次數(shù)以上的計測處理的計測模式。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，將設(shè)定有適于進行穩(wěn)定的檢測的閾值的情況作為條件，自動設(shè)定能夠在根據(jù)所述閾值檢測出檢測對象物的時間內(nèi)進行預定次數(shù)以上的計測的計測模式。由此，能夠確保穩(wěn)定地將檢測信號設(shè)定為接通時所需的計測數(shù)據(jù)，從而能進行穩(wěn)定的檢測。在本發(fā)明的光電傳感器的另一優(yōu)選實施方式中，在信號處理部還設(shè)有第三時間計測單元，其在上述計測數(shù)據(jù)的變化期間內(nèi)，計測從該變化期間的開始時刻到計測數(shù)據(jù)達到上述閾值的時刻為止的時間的長度；計測時間輸出單元，其輸出用于表示上述第三時間計測單元所計測的時間的長度的數(shù)據(jù)。其中，計測時間輸出單元也可以構(gòu)成為輸出用于顯示的數(shù)據(jù)的單元，但不限于此，例如，可以將表示所計測的時間的長度的數(shù)據(jù)作為用于運算的數(shù)據(jù)而發(fā)送到外部裝置。
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上述實施方式的光電傳感器，例如，能夠為了達到使以一定速度移動的物體在預定的位置停止的目的，用于在所述停止位置跟前檢測出物體。在這種情況下，由于能夠?qū)⒌谌龝r間計測單元所計測的、計測時間輸出單元所輸出的時間作為從檢測對象物到達傳感器的檢測區(qū)域到檢測信號接通的時間而進行識別，因而能夠考慮到該時間、檢測對象物的移動速度而設(shè)定使檢測對象物停止移動的時機。由此，能夠高精度地控制物體的定位。另外，本發(fā)明還適用于一種閾值的確認作業(yè)的支援方法，將光電傳感器作為對象， 對用于確認在該光電傳感器中設(shè)定的閾值是否適當?shù)淖鳂I(yè)進行支援，所述光電傳感器具有投光部，其用于出射光，受光部，其接收投光部投射的光來生成表示其受光量的受光量數(shù)，輸出部，其用于輸出檢測信號，該檢測信號用于表示已檢測出上述檢測對象物，信號處理部，其接收上述受光部所生成的受光量數(shù)據(jù)，將該受光量數(shù)據(jù)作為對象執(zhí)行計測處理，將通過該計測處理得到的計測數(shù)據(jù)與預先設(shè)定的閾值進行對照來判定是否存在檢測對象物， 并根據(jù)其判定結(jié)果，在上述檢測信號的接通及斷開之間進行切換，輸入部，其用于輸入上述閾值的設(shè)定值。在該方法中，首先在上述光電傳感器中，將第一特定期間作為計測數(shù)據(jù)的變化期間來計測其時間長度，該第一特定期間是指，從上述檢測信號處于斷開的電平的計測數(shù)據(jù)開始向接近上述閾值的方向變化到計測數(shù)據(jù)恢復到變化開始時間點的電平為止的期間，并將第二特定期間作為接通期間來計測其時間長度，該第二特定期間是指，在上述計測數(shù)據(jù)的變化期間內(nèi)，能夠得到上述檢測信號處于接通的電平的計測數(shù)據(jù)的期間；根據(jù)上述計測數(shù)據(jù)的變化期間的長度和接通期間的長度之間的關(guān)系，在與上述光電傳感器一體地設(shè)在該光電傳感器上的顯示部或設(shè)在光電傳感器的外部的顯示裝置上，顯示用于表示上述接通期間的長度及計測數(shù)據(jù)的變化期間相對于接通期間的安全邊際率的信息。根據(jù)上述方法，用戶能夠通過所顯示的信息對如下的情況進行判斷接通期間的時間長度是否適當；有沒有必要向延長接通期間的方向或縮短接通時間的方向?qū)﹂撝颠M行調(diào)整；以及是否能進行所述調(diào)整。由此，能大幅減輕設(shè)定閾值所需的勞力。根據(jù)本發(fā)明，由于同時顯示基于所設(shè)定的閾值的接通期間的長度和表示相對接通期間的計測數(shù)據(jù)的變化期間的安全邊際率的信息，因而用戶能夠根據(jù)所述信息，容易判斷接通期間的時間長度是否適當、有沒有必要向延長接通期間的方向或縮短接通時間的方向?qū)﹂撝颠M行調(diào)整以及這種調(diào)整是否可行。由此，能夠容易地設(shè)定適于穩(wěn)定地檢測出檢測對象物的閾值，并能夠減輕用戶設(shè)定閾值時所耗費的勞力。


圖1是表示適用本發(fā)明的光電傳感器的使用例的說明圖。圖2是表示光電傳感器的外觀的立體圖。圖3是從正面觀察光電傳感器的殼體的上面的圖。圖4是表示光電傳感器的電路結(jié)構(gòu)的框圖。圖5是利用受光量數(shù)據(jù)的示意性圖表說明受光量的變化期間與接通期間的關(guān)系的圖。圖6A、圖6B是表示接通時間及工件通過時間的顯示例的圖。圖7是表示用于顯示圖6A及圖6B所示的顯示內(nèi)容的處理順序的流程圖。
圖8是表示選擇計測模式的處理的順序的流程圖。圖9A、圖9B是表示同時顯示計測模式的選擇結(jié)果和接通時間的例子的圖。圖10A、圖IOB是說明閾值的設(shè)定值及接通、斷開期間以及接通期間中的計測值的數(shù)量的關(guān)系的圖。
具體實施例方式圖1表示適用本發(fā)明的光電傳感器的使用例。本實施例的光電傳感器1為光纖式的反射型傳感器，其設(shè)置在生產(chǎn)線3的附近，用于檢測出在工廠的生產(chǎn)線3中輸送的工件W(例如電子部件)。為了檢測出工件W，從光電傳感器1的本體拉出用于投光的光纖21和用于受光的光纖22。所述光纖21、22的前端連接在共同的頭部20。并且，在光電傳感器1本體內(nèi)的各光纖21、22的插入口附近，分別配備有圖4所示的LED131、光電二級管(PD) 141。從LED131 出射的光經(jīng)由投光用光纖21從頭部20出射。并且，工件W對該出射光進行反射而產(chǎn)生的反射光射入頭部20時，所述射入光經(jīng)由受光用光纖22引導至光電二級管141，據(jù)此，光電二級管141的受光量增加。在光電傳感器1內(nèi)的處理電路中，檢測出上述受光量的增加，并將表示其檢測結(jié)果的信號(檢測信號)輸出到相對工件W進行處理的裝置(例如，檢查工件的視覺傳感器)。圖2用于表示上述光電傳感器1本體的外觀。該光電傳感器1的本體由在上面具有蓋部11的殼體10構(gòu)成。從殼體10的前面拉出光纖21、22，從背面拉出未圖示的電源線。 在殼體10的上面設(shè)有顯示部101及操作部102，但在使用傳感器1時它們被蓋部11覆蓋。圖3表示從正面觀察顯示部101及操作部102的結(jié)構(gòu)。在顯示部101上設(shè)有兩個分別顯示4位數(shù)字的數(shù)字顯示器12A、12B,在各數(shù)字顯示器12A、12B的左手邊分別設(shè)有工作指示燈13A、13B。其中，在數(shù)字顯示器12A、12B上，除了數(shù)字之外，還有顯示由字母組成的字符串的情況。在操作部102上設(shè)有3個按鈕開關(guān)14、15、16及2個撥動開關(guān)17、18。各按鈕開關(guān)14至16之中的中間的開關(guān)14及左端的開關(guān)15分別形成模仿了右向及左向箭頭的形狀，它們或用于切換設(shè)定模式時的顯示器12A、12B的顯示，或用于變更設(shè)定值的值。右端的按鈕開關(guān)16的使用目的在于，確定顯示在顯示器12A、12B上的數(shù)值，或選擇由開關(guān)14、15呼出的功能。撥動開關(guān)17選擇設(shè)定模式及計測模式中的任一模式作為光電傳感器1的工作模式。另一方的撥動開關(guān)18選擇受光量超出閾值時將輸出設(shè)為接通的模式(接通指示燈模式)及受光量低于閾值時將輸出接通的模式(昏暗指示燈模式)中的任一模式，作為來自光電傳感器1的輸出的定義。圖4表示上述光電傳感器1的電路結(jié)構(gòu)。圖中的顯示部101具有圖3所示的數(shù)字顯示器12A、12B、工作指示燈13A、13B ；操作部102具有圖3所示的開關(guān)14至18。圖中的控制部100、投光部103、受光部104、輸出部105、外部設(shè)備用接口 106、電源部107收容于殼體10的內(nèi)部。投光部103具有LED131及其驅(qū)動電路(LED驅(qū)動電路)132。受光部104除了光電二級管(PD) 141之外，還具有對從光電二級管輸出的受光量信號進行處理的電路(受光量處理電路14 。受光量處理電路142具有放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路等，并根據(jù)這些電路，將受光量信號轉(zhuǎn)換成處于0至4000范圍的數(shù)值后進行輸出?？刂撇?00由微處理器構(gòu)成，具有CPU及不揮發(fā)性存儲器。存儲器除了對程序進行存儲之外，還對用戶所設(shè)定的閾值等參數(shù)進行登記。CPU根據(jù)這些程序、參數(shù)對投光部103 的投光工作進行控制，并且輸入通過基于受光量處理電路142的轉(zhuǎn)換處理而生成的數(shù)字數(shù)據(jù)(以下，稱為“受光量數(shù)據(jù)”)，對應(yīng)每一定期間計測該輸入數(shù)據(jù)所示的受光量，并將該計測值與閾值進行對照，判定是否存在檢測對象物。輸出部105將表示上述判定結(jié)果的信號(檢測信號)輸出到外部。外部設(shè)備用接口 106與未圖示的設(shè)定用設(shè)備進行信息交換。電源部107連接在未圖示的外部電源，利用該外部電源所供給的電源，向各個部件供給用于驅(qū)動的電源。用戶在使用上述結(jié)構(gòu)的光電傳感器1時，首先，將撥動開關(guān)17調(diào)成與設(shè)定模式對應(yīng)的狀態(tài)，試驗性地使工件W移動的同時使光電傳感器1進行動作。此時，光電傳感器1的控制部100執(zhí)行以一定的間隔對從受光量處理電路142輸入的受光量數(shù)據(jù)進行計測的取樣處理，并且將每次的計測值與默認的閾值進行對照來判定是否存在檢測對象物，并根據(jù)其判定結(jié)果將檢測信號設(shè)定為接通或斷開。并且，控制部100對受光量根據(jù)工件W的移動發(fā)生變化的期間的長度和在該期間內(nèi)得到超出閾值的受光量的期間(接通期間)的長度進行計測，并將這些時間長度作為判斷閾值設(shè)定值是否適當?shù)闹笜硕@示到顯示部101上。在從上述顯示判斷為閾值不適當?shù)那闆r下，用戶能夠利用操作開關(guān)14至16調(diào)整閾值的值。在進行調(diào)整之后，也要執(zhí)行對上述兩個期間的長度進行計測的處理，并將根據(jù)所述計測結(jié)果更新顯示部101的顯示。之后，每當對閾值進行調(diào)整，就執(zhí)行對各期間的長度進行計測的處理，并更新顯示部101的顯示。在從上述顯示判斷為閾值為適當?shù)闹档那闆r下，用戶將潑動開關(guān)17調(diào)成與計測模式對應(yīng)的狀態(tài)。之后，控制部100根據(jù)所設(shè)定的閾值開始進行檢測動作。圖5是利用示意性地表示伴隨工件W的移動在上述光電傳感器1發(fā)生的受光量數(shù)據(jù)的變化的圖表，用于表示計測對象的期間。圖表的受光量的軸(縱軸)上的PO為閾值。并且，時間軸(橫軸)上的a點表示受光量開始從基數(shù)電平向接近閾值PO的方向發(fā)生變化的時間點，d點表示上述受光量的變化結(jié)束后受光量恢復到基數(shù)電平附近的時間點。并且，時間軸上的b點及c點表示得到相當于閾值PO的受光量的時間點。如上所述，從a點到d點的期間相當于受光量的變化期間，從b點到c點的期間相當于接通期間。顯示在顯示部101上的是所述期間的長度TpT,其中，由于表示受光量變化期間的長度的時間Tps大致相當于工件W通過傳感器1 的檢測區(qū)域所需的時間，因而在下文中將該時間Tps稱為“工件通過時間Tps”。并且，在下文中將接通期間的長度Ton稱為“接通時間TQN”。本實施例的控制部100以一定的間隔接收上述受光量數(shù)據(jù)后對該值進行計測的同時，判定上述a點、b點、c點、d點，而對各點之間的時間長度T1、TW、T2進行計測。并且， 通過取得T1、TW、T2的總和導出工件通過時間TPS，并將TON及TPS的各值并列顯示到顯示
9部101的顯示器12A、12B上。圖6A、圖6B表示上述接通時間Tw及工件通過時間Tps的顯示例。在本實施例中， 在顯示部101上的兩個數(shù)字顯示器12A、12B之中左側(cè)的顯示器12A上顯示有接通時間TQN， 在右側(cè)顯示器12B上顯示有工件通過時間TPS。并且，在本實施例中，將所述時間的比例GKQ =TPS/T0N)包含在預先設(shè)定的基準值Qa、Qb (Qa < Qb)所示的數(shù)值范圍內(nèi)的狀態(tài)作為表示 TPS、Tm具有良好的關(guān)系的條件。并且，如圖6A所示，在顯示在顯示器12A、1W上的各數(shù)值滿足上述條件的情況下，點亮指示燈13A、13B ；反之，如圖6B所示，比例Q不滿足上述條件的情況下，熄滅指示燈13A、13B。顯示器12A所顯示的接通時間Tw對用戶來說是一個判斷指標，判斷是否充分檢測出了伴隨工件W的移動而發(fā)生的受光量的變化。并且，能夠通過對該接通時間Tw和顯示在顯示器12B上的工件通過時間Tps進行比較，判斷能否將閾值PO調(diào)整為進一步延長接通時間Ton (降低閾值PO的調(diào)整)、將閾值PO調(diào)整為縮短接通時間Tw至小于當前值(提高閾值 PO的調(diào)整)。例如，用戶通過指示燈13A、13B處于熄滅狀態(tài)，判斷閾值的設(shè)定不適當，而能夠?qū)@示在各顯示器12A、12B上的TM、TPS的值進行比較，進行如下的調(diào)整在判斷為Tw相對Tps 的值過于長的情況下，提高閾值PO ；判斷為Ton相對Tps的值過于短的情況下，降低閾值P0。 并且，即使指示燈13A、i;3B處于點亮狀態(tài)，也能夠在維持其亮燈狀態(tài)的范圍內(nèi)，通過如上的判斷，對閾值PO的值進行調(diào)整。在以往顯示接通期間及斷開期間的長度的方法中，即使已確保長度達到某一程度的接通期間，也很難判斷出該期間是否與不遭受噪聲影響的范圍對應(yīng)，并且很難判斷出斷開期間內(nèi)所包含的能夠納入接通期間的范圍達到何種程度。針對這種問題，根據(jù)上述顯示， 不僅能夠確認接通期間的長度Tw，還能夠通過接通時間Ton與工件通過時間Tps的關(guān)系判斷接通期間的檢測動作的穩(wěn)定性，而對閾值PO進行調(diào)整。例如，即使認為接通時間Tw的值本身適當，也能夠在相對接通時間Ton的工件通過時間Tps的安全邊際率過于小的情況下，能判斷為檢測動作的穩(wěn)定性較低，需要進行提高閾值PO的調(diào)整。并且，能夠在接通時間Tw的長度不足夠長的情況下，在確保Tps的安全邊際率的范圍內(nèi)進行降低閾值PO的調(diào)整。由此，能夠容易地進行將閾值調(diào)整為適當值的作業(yè)。圖7表示在用于實施上述顯示的控制部100執(zhí)行的處理的順序。以下，參照該流程圖進行說明。閾值的設(shè)定模式開始時以及在該設(shè)定模式執(zhí)行對閾值進行變更的處理時，開始進行上述處理。在該處理中，以一定間隔對來自受光部104的受光量數(shù)據(jù)進行取樣而對其值進行計測，并通過將每次的計測值(受光量)與前一階段的受光量進行比較，待機到受光量向增加的方向發(fā)生變化為止(步驟Si)。其中，通過將相對前一階段的受光量的變化量與根據(jù)假設(shè)的噪聲電平設(shè)定的判定基準值進行對照，判斷出受光量是否發(fā)生了變化，但不限于此，也可以將受光量與相當于噪聲電平的基準值進行比較，當受光量高于基準值時，便可以視為受光量增加。如果通過上述處理判斷為受光量增加(步驟Sl為“是”的情況)，控制部100開始對上升時間Tl (從圖5的a點到b點的時間)進行計時(步驟S2)。該計時直到受光量達
10到閾值PO為止(到步驟S5為“是”為止)。但是，在一度增大的受光量達不到閾值PO而減少至接近基數(shù)電平附近近的情況(步驟S3為“是”情況)下，將上升時間Tl清零(步驟 S4)，并返回到檢驗受光量的增加的處理(步驟Si)。在受光量順利地增加而達到閾值PO的情況(步驟S5為“是”的情況)下，結(jié)束對上升時間Tl進行計時，并開始對接通時間Ton進行計時(步驟S6)。如果受光量處于低于閾值PO的狀態(tài)(步驟S7為“是”的情況)，則結(jié)束對接通時間TON進行計時，并開始對下降時間T2 (從圖5的c點到d點的期間)進行計時(步驟S8)。之后，如果受光量恢復到基數(shù)電平(步驟S9為“是”)，則結(jié)束對下降時間T2進行計時(步驟S10)。并且，求出通過截止到當前的處理得到的上升時間Tl、接通時間Tm以及下降時間T2的總和，并將該總和設(shè)定為工件通過時間Tps (步驟Sll)。并且，在下一步驟 S12計算出工件通過時間Tps與接通時間Tqn的比例GKQ = TPS/T0N)。之后，控制部100將接通時間Tw及工件通過時間Tps顯示到顯示部101的顯示器 12A、12B上(步驟S 13)。并且，檢驗上述比例Q是否滿足Qa彡Q彡Qb的條件，并在滿足該條件的情況下，點亮指示燈13A、13B (步驟S14、S15)。顯示器12A、12B的顯示、指示燈13A、13B的亮燈狀態(tài)維持到用戶進行清零操作為止。由此，顯示部101的顯示隨特定受光量的變化而發(fā)生變化，所述特定受光量的變化是在設(shè)定模式剛開始之后、剛調(diào)整閾值PO之后，伴隨最初通過檢測區(qū)域的工件W的移動而產(chǎn)生的。但是，不限于此，也可以通過以多個周期執(zhí)行從圖7的步驟Sl到步驟Sll的處理，對應(yīng)每個工件求出接通時間Tw及工件通過時間TPS，并顯示它們的平均值。這種情況的比例Q能夠利用接通時間Tm及工件通過時間Tps的平均值求出。并且，不需要必須并列顯示TM、TPS的各值，例如，在顯示部101只具有一個數(shù)字顯示器的情況下，可以通過用戶進行切換操作，交替顯示Ton和TPS。并且，它們的顯示不限于數(shù)字顯示方式，例如，能夠集合微小的LED來構(gòu)成顯示部101，并利用所述LED以顯示條形圖的方式顯示Tm及Tps。并且，能夠?qū)⒃O(shè)定用設(shè)備連接到圖4所示的外部設(shè)備用接口 106，并在從該設(shè)備輸入閾值PO的設(shè)定值的情況下，將接通時間Tw及工件通過時間Tps的計測值傳遞到設(shè)定用設(shè)備，并在該設(shè)備的顯示部上顯示各計測值、比例Q等。并且，在上述實施例中，是通過同時顯示工件通過時間Tps和接通時間Tm，表示了工件通過時間Tps相對于接通時間Tw的安全邊際率，但也可以省略TPS，取而代之，顯示具體表示安全邊際率的數(shù)值(上述比例Q、Tps與Tw之差的值等)。并且，在上述結(jié)構(gòu)的光電傳感器中還有如下情況省略將受光量的計測值與閾值進行比較，取而代之，通過對每次受光量的計測值進一步進行處理后利用該處理值執(zhí)行一些運算(例如微分處理)，并將其運算結(jié)果與閾值進行比較的方法，判定是否存在檢測對象物。在這種情況下，也利用作為與閾值進行對照的對照對象的數(shù)據(jù)計算出接通時間Tm及工件通過時間Tps并顯示到顯示部101上。接著，作為本發(fā)明的第2實施例，準備了處理速度不同的兩種計測模式，下面對選擇其中的一方進行設(shè)定的類型的光電傳感器1進行說明。其中，由于該光電傳感器1的外觀、電路結(jié)構(gòu)與圖2至圖4所示的相同，因而在下文中對于各結(jié)構(gòu)將引用圖2至圖4的附圖標記。
由于兩種計測模式之中的一方高速進行受光量的計測處理，因而設(shè)定為以例如50 微秒間隔對受光量數(shù)據(jù)進行取樣。以下，將該計測模式稱為“高速模式”。另一方的計測模式省略降低受光量數(shù)據(jù)的取樣速度，取而代之，能夠執(zhí)行除基本的檢測動作以外的處理。例如，能夠執(zhí)行用戶從如下處理之中選擇的處理(以下，將如下處理稱之為“選擇處理”)與設(shè)定處理時相同地，對接通時間Tw、工件通過時間Tps進行計測， 或?qū)⑺鼈冿@示，或求出接通期間中的受光量的平均值，或與外部設(shè)備進行通信而輸出計測數(shù)據(jù)等。以往也存在具有處理速度不同的多種計測模式、選擇處理的功能的光電傳感器， 但由于根據(jù)用戶的判斷來選擇計測模式，因而所選擇的計測模式并不一定適當。鑒于這一點，在本實施例中，根據(jù)工件通過時間Tps相對于接通時間Ton的安全邊際率將閾值PO調(diào)整為適當?shù)闹抵?，根?jù)與所述調(diào)整對應(yīng)的接通時間Tw的長度，選擇計測模式。圖8表示與該計測模式的選擇有關(guān)的處理的順序。在該圖8的最初的步驟SlOl中，通過進行與之前的圖7的步驟Sl至Sll相同的處理，計測接通時間Tw及工件通過時間TPS。并且在S102中，計算出所述時間Ton與Tps的比例GKQ = TPS/T0N)，并檢驗該Q的值是否滿足Qa彡Q彡Qb這一條件(步驟S103)。在這里，在比例Q滿足上述條件的情況(步驟S103為“是”的情況)下，將接通時間 與預先設(shè)定的基準時間進行比較(步驟S105)。并且，在接通時間Tm短于基準時間的情況(步驟S105為“是”的情況)下，選擇高速模式(步驟S106)；在接通時間Tw長于基準時間的情況(步驟S105為“否”的情況)下，選擇標準模式(步驟S107)。另一方面，在步驟S102求出的比例Q小于其適當范圍的下限值Qa的情況或比例 Q大于適當范圍的上限值Qb的情況(步驟S105為“否”的情況)下，控制部對閾值PO的值進行調(diào)整，使Q的值處于大致滿足Oia+Qb) /2的狀態(tài)，并根據(jù)調(diào)整后的PO重新計測接通時間Tqn(步驟S104)。并且，將重新計測后的Tqn與基準時間進行比較(步驟S105)，根據(jù)其結(jié)果選擇高速模式或標準模式(步驟S106、S107)。其中，在本實施例中，作為在步驟5105與Tw進行比較的基準時間是通過對預先設(shè)定的次數(shù)η與標準模式的取樣間隔△ t進行乘法運算得出的值，所數(shù)次數(shù)η為穩(wěn)定地檢測出工件W所需的最小限度的計測次數(shù)。據(jù)此，將通過標準模式進行穩(wěn)定的檢測所需的最小限度的接通時間設(shè)定為基準時間。并且，在執(zhí)行重新計測接通時間Ton的處理(步驟S104)的情況下，可以重新對在步驟SlOl設(shè)為計測對象的受光量數(shù)據(jù)進行處理，但不限于此，也可以重新取得受光量數(shù)據(jù)而計測接通時間Τ,如果在上述步驟S105至S107選擇了高速模式或標準模式，則在步驟S108中，同時將表示所選擇的模式的記號和接通時間Tm顯示到顯示部101上，并結(jié)束處理。圖9Α、圖9Β表示基于步驟S108的處理的顯示例。在本實施例中，也與第一實施例相同地，顯示器12Α用于顯示接通時間，在安全邊際率Q滿足Qa < Q < Qb這一條件的情況下，點亮指示燈13Α、13Β。顯示器12Β用于顯示所選擇的計測模式。在本實施例中，如圖9Α所示，在選擇了標準模式的情況下，顯示器12Β上顯示“L”字母；如圖9Β所示，在選擇了高速模式的情況下， 顯示器12Β上顯示“H”字母。
如上所述，在第2實施例中，閾值PO自動設(shè)定為適當?shù)闹?，并且與伴隨其設(shè)定的接通時間Ton的長度對應(yīng)地自動設(shè)定為計測模式。根據(jù)圖8的步驟S105至S107，由于如果設(shè)定為標準模式，則只能在處于不能保障進行穩(wěn)定檢測的狀態(tài)時選擇高速模式，除此之外的情況均選擇標準模式，因而能夠設(shè)定適合與伴隨工件W的移動而發(fā)生的受光量的變化的計測模式，而穩(wěn)定地進行檢測動作。并且， 以往是由于工件W高速移動，因而存在如下情況即使在預先設(shè)定高速模式的情況下，也將選擇處理的利用判明為能夠選擇標準模式而對選擇處理加以利用，并方便性得以提高。其中，在上述實施例中，根據(jù)工件通過時間Tps與接通時間Ton的比例Q自動調(diào)整了閾值PO的值，但不限于此，首先，可以與第1實施例相同地，顯示各時間TW、TPS而手動調(diào)整閾值PO之后，根據(jù)結(jié)束調(diào)整后的接通時間Ton的長度選擇計測模式。接著，第1、第2各實施例的光電傳感器1能夠用于使工件W在特定的位置停止。 在這種情況下，可以在閾值PO的設(shè)定結(jié)束之后，根據(jù)其閾值PO計測上升時間Tl，并將所計測的Tl的長度顯示到顯示部101的顯示器13A或1 上。由于此時的上升時間Tl表示從工件W到達光電傳感器1的檢測區(qū)域到被檢測為止的期間，因而用戶能夠通過所顯示的值， 確定工件W在截止到被檢測為止的期間內(nèi)移動的距離。由此，能夠更容易地進行使工件W 在目標位置停止的控制。其中，如上所述地將光電傳感器1用于使工件W在預定位置停止的情況下，能夠?qū)⑸仙龝r間Tl的計測值發(fā)送到外部的計算機，并在該計算機中，利用Tl的值、工件W的移動速度以及光電傳感器1的設(shè)置位置與工件W的停止位置之間的距離等，進行如下的運算求出從來自光電傳感器1的輸出處于接通狀態(tài)到使工件W停止為止的時間。
權(quán)利要求
1.一種光電傳感器，具有 投光部，其用于出射光，受光部，其接收投光部投射的光來生成表示其受光量的受光量數(shù)據(jù)， 輸出部，其用于輸出檢測信號，該檢測信號用于表示已檢測出上述檢測對象物， 信號處理部，其接收上述受光部所生成的受光量數(shù)據(jù)，將該受光量數(shù)據(jù)作為對象執(zhí)行計測處理，將通過該計測處理得到的計測數(shù)據(jù)與預先設(shè)定的閾值進行對照來判定是否存在檢測對象物，并根據(jù)其判定結(jié)果，在上述檢測信號的接通及斷開之間進行切換， 輸入部，其用于輸入上述閾值的設(shè)定值； 上述光電傳感器的特征在于， 上述信號處理部具有第一時間計測單元，其用于將第一特定期間作為計測數(shù)據(jù)的變化期間來計測其時間長度，該第一特定期間是指，從上述檢測信號處于斷開的電平的計測數(shù)據(jù)開始向接近上述閾值的方向變化到計測數(shù)據(jù)恢復到變化開始時間點的電平為止的期間，第二時間計測單元，其用于將第二特定期間作為接通期間來計測其時間長度，該第二特定期間是指，在上述計測數(shù)據(jù)的變化期間內(nèi)，能夠得到上述檢測信號處于接通的電平的計測數(shù)據(jù)的期間，輸出單元，其根據(jù)上述第一時間計測單元及第二時間計測單元的計測結(jié)果，以顯示為目的而輸出用于表示上述接通期間的長度及計測數(shù)據(jù)的變化期間相對于接通期間的安全邊際率的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電傳感器，其特征在于，上述信號處理部還具有判定單元，該判定單元根據(jù)上述計測數(shù)據(jù)的變化期間的長度和接通期間的長度之間的關(guān)系，判定上述安全邊際率是否適當；上述輸出單元在輸出用于表示上述安全邊際率的信息的同時，輸出上述判定單元的判定結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電傳感器，其特征在于，上述信號處理部還具有判定單元，其根據(jù)上述計測數(shù)據(jù)的變化期間的長度和接通期間的長度之間的關(guān)系，判定上述安全邊際率是否適當；閾值調(diào)整單元，其在上述判定單元判定為安全邊際率不適當時，對閾值的值進行調(diào)整， 使得計測數(shù)據(jù)的變化期間的長度和接通期間的長度之間的關(guān)系滿足預先設(shè)定的標準的關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光電傳感器，其特征在于，在上述信號處理部中設(shè)定有處理速度不同的多個計測模式，在上述信號處理部中還設(shè)有模式選擇單元，該模式選擇單元以上述判定單元判定為閾值適當為條件，從上述多個計測模式中選擇能夠在上述接通期間內(nèi)執(zhí)行預定次數(shù)以上的計測處理的計測模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的光電傳感器，其特征在于，上述信號處理部還具有第三時間計測單元，其在上述計測數(shù)據(jù)的變化期間內(nèi)，計測從該變化期間的開始時刻到計測數(shù)據(jù)達到上述閾值的時刻為止的時間的長度；計測時間輸出單元，其輸出用于表示上述第三時間計測單元所計測的時間的長度的數(shù)據(jù)。
6. 一種閾值的確認作業(yè)的支援方法，將光電傳感器作為對象，對用于確認在該光電傳感器中設(shè)定的閾值是否適當?shù)淖鳂I(yè)進行支援， 所述光電傳感器具有 投光部，其用于出射光，受光部，其接收投光部投射的光來生成表示其受光量的受光量數(shù)， 輸出部，其用于輸出檢測信號，該檢測信號用于表示已檢測出上述檢測對象物， 信號處理部，其接收上述受光部所生成的受光量數(shù)據(jù)，將該受光量數(shù)據(jù)作為對象執(zhí)行計測處理，將通過該計測處理得到的計測數(shù)據(jù)與預先設(shè)定的閾值進行對照來判定是否存在檢測對象物，并根據(jù)其判定結(jié)果，在上述檢測信號的接通及斷開之間進行切換， 輸入部，其用于輸入上述閾值的設(shè)定值； 上述閾值的確認作業(yè)的支援方法的特征在于，在上述光電傳感器中，將第一特定期間作為計測數(shù)據(jù)的變化期間來計測其時間長度， 該第一特定期間是指，從上述檢測信號處于斷開的電平的計測數(shù)據(jù)開始向接近上述閾值的方向變化到計測數(shù)據(jù)恢復到變化開始時間點的電平為止的期間，并將第二特定期間作為接通期間來計測其時間長度，該第二特定期間是指，在上述計測數(shù)據(jù)的變化期間內(nèi)，能夠得到上述檢測信號處于接通的電平的計測數(shù)據(jù)的期間；根據(jù)上述計測數(shù)據(jù)的變化期間的長度和接通期間的長度之間的關(guān)系，在與上述光電傳感器一體地設(shè)在該光電傳感器上的顯示部或設(shè)在光電傳感器的外部的顯示裝置上，顯示用于表示上述接通期間的長度及計測數(shù)據(jù)的變化期間相對于接通期間的安全邊際率的信息。
全文摘要
本發(fā)明的光電傳感器及閾值的確認作業(yè)的支援方法，目的在于能夠讓用戶容易地確認是否設(shè)定有適于進行穩(wěn)定的檢測的閾值。在本發(fā)明一實施方式的光電傳感器中，在控制部執(zhí)行將從受光部接收的受光量數(shù)據(jù)作為對象的計測處理，計測時間長度(TPS)和時間長度(TON)，其中，所述時間長度(TPS)為從受光量開始從基數(shù)電平向接近閾值(P0)的方向發(fā)生變化到受光量恢復到基數(shù)電平為止的期間(從a點到d點)，所述時間長度(TON)為受光量大于閾值(P0)的期間(從b點到c點)。并且，以顯示為目的向光電傳感器的顯示部或外部設(shè)備上輸出各計測值(TON)、(TPS)。
文檔編號G01V13/00GK102193111SQ20111003771
公開日2011年9月21日 申請日期2011年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日
發(fā)明者中村英義, 巖本淳, 水原晉, 高阪幸司 申請人:歐姆龍株式會社