專利名稱：零件供料裝置用傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及零件供料裝置用傳感器，尤其涉及用于向電子元件等工件施加振動的零件供料裝置，檢測工件是否良好的零件供料裝置用傳感器。
圖17(a)所示的例子中，工件上表面分成a和b兩種顏色，圖17(b)中，表面涂a色，圖17(c)中，背面涂b色。這種工件可由圖18所示傳感器單元10檢測。圖18中，傳感器單元10，在光纖前部設(shè)置傳感器頭11，傳感器單元10發(fā)出的光，由光纖引導(dǎo)，從傳感器頭11向工件照射光，其反射光從傳感器頭11，經(jīng)光纖傳導(dǎo)至傳感器單元10的受光元件。如圖19所示，受光元件根據(jù)光量級在設(shè)定值以上還是不到設(shè)定值，對有無特征點(diǎn)進(jìn)行判別。
圖20是圖18所示傳感器單元10的框圖。圖20中，根據(jù)振蕩電路3的振蕩輸出，發(fā)光元件1脈沖式點(diǎn)亮，其發(fā)出的光導(dǎo)至光纖。脈沖式點(diǎn)亮發(fā)光元件1，是為了與外部雜散光相區(qū)分。發(fā)光元件1脈沖點(diǎn)亮的光，由工件特征點(diǎn)反射，該反射光由受光元件2接收。受光元件2的檢測信號由放大器4放大，同時，與振蕩電路3輸出同步的脈沖信號提供給比較器6，并在其中與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)值比較，比較器6的比較輸出，經(jīng)輸出電路7輸出。在放大器4中設(shè)置用于靈敏度調(diào)整的可變電阻5，而且從供給直流電源的恒壓電路8向各電路供電。
在圖20所示的傳感器單元中，通過絕對值評價進(jìn)行工件檢測。即，必須用示于圖20的可變電阻5調(diào)整電平，使如圖19所示，在有特征點(diǎn)時，傳感器輸出比設(shè)定值大，在無特征點(diǎn)時，傳感器輸出比設(shè)定值小，從而要求微妙的調(diào)整。
且，即使僅被檢物即工件表面性能和狀態(tài)稍有變化，也必須重新調(diào)整，在工件制造商或批次變化，或即使僅污損，表面性質(zhì)和狀態(tài)也會變化，在這種場合，也必須調(diào)整放大器4的增益。
本發(fā)的一種在提供零件的零件供料裝置中，用于判別所提供零件的零件供料裝置用傳感器，它包括至少設(shè)置兩組向所述零件照射光的發(fā)光元件和接收由所述零件反射的光的受光元件；識別來自所述至少兩組受光元件的光接收信號的相對值，從而判別所述零件的判別電路。
所述判別電路包括輸出來自至少兩組受光元件的光接收信號的差信號分量的差動放大電路；把所述差動放大電路的輸出信號與預(yù)定設(shè)定值進(jìn)行比較，并輸出所述零件的判別信號的比較電路。
所述判別電路包括對所述至少兩組受光元件中的至少一方的光接收信號進(jìn)行放大的放大電路；根據(jù)提供所述至少兩組受光元件中的另一方的光接收信號，把所述放大電路的輸出信號與預(yù)定設(shè)定值進(jìn)行比較，并輸出所述零件的判別信號的比較電路。
所述零件供料裝置用傳感器還包括同步信號輸出手段，把所述至少兩組受光元件輸出的光接收信號中任一另一方與預(yù)定基準(zhǔn)值比較，并在所述光接收信號級超過所述基準(zhǔn)值時輸出同步信號；所述比較電路根據(jù)所述同步信號輸出手段輸出的同步信號，比較所述輸出信號與所述設(shè)定值。
所述零件供料裝置用傳感器，還包括把所述發(fā)光元件發(fā)出的光導(dǎo)向所述零件并把所述零件的反射光導(dǎo)向所述受光元件的光纖。
所述零件供料裝置用傳感器，通過對所述發(fā)光元件發(fā)出的光進(jìn)行分支、分配，使所述發(fā)光元件數(shù)量比受光元件數(shù)少。
所述零件供料裝置用傳感器，具有2組以上所述發(fā)光元件，來自這些發(fā)光元件的光的波長至少是兩類。
所述零件供料裝置用傳感器中，所述發(fā)光元件是3波長元件，使所述零件的反射光，經(jīng)僅通過預(yù)定波長的濾色器輸入所述受光元件。
所述零件供料裝置用傳感器，通過A/D變換器，把所述受光元件的輸出變換成數(shù)字信號。


圖1是本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的零件供料裝置用傳感器的外觀圖。
圖2是本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的零件供料裝置用傳感器的工件是否良好的判定動作示意圖。
圖3是零件表里是否良好的判定動作示意圖。
圖4是有特征點(diǎn)和無特征點(diǎn)時差動放大器輸出波形示圖。
圖5是本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的傳感器單元框圖。
圖6是振蕩電路振蕩輸出定時圖。
圖7是本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)的傳感器單元的框圖。
圖8是本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)的傳感器單元的框圖。
圖9是本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)的傳感器單元的框圖。
圖10是本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)的傳感器單元的框圖。
圖11是本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)的傳感器單元的框圖。
圖12是本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)的傳感器單元的框圖。
圖13是本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)的傳感器單元的框圖。
圖14是本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)的傳感器單元的框圖。
圖15是本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)的傳感器單元的框圖。
圖16是本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)的傳感器單元的框圖。
圖17是以往零件供料裝置傳送的工件例示圖。
圖18是以往傳感器的外觀圖。
圖19是以往傳感器有特征點(diǎn)和無特征點(diǎn)時的波形圖。
圖20是圖18所示傳感器單元的框圖。
圖中，1、1a、1b是發(fā)光元件，2a、2b是受光元件，3、3a、3b是振蕩電路，4a、4b是放大器，5a、5b、13、18a、18b、22是可變電阻，6、14、15是比較器，7是輸出電路，12差動放大器，11a、11b是傳感器頭，16a、16b是帶通濾器，17是加法器，20是傳感器單元，21是閾值設(shè)定電路，23是極性判別電路，25是CPU，26是接口電路，27是存儲器，28是顯示電路，31a、31b是濾色器。
圖2和圖3是用于說明由圖1所示傳感器單元20判定工件良好與否的方法的圖，圖4是有特征點(diǎn)與無特征點(diǎn)時光量級示意圖。
如圖2所示，在零件供料裝置的滑槽100上傳送工件101，在該傳送位置配置傳感器單元20，由其檢測工件101的特征部分和其它部分，根據(jù)兩者的相對差，判別工件101是否良好。在進(jìn)行更微妙判定時，可如圖2所示，設(shè)置同步傳感器30，用該同步傳感器30輸出信號的定時，由傳感器單元20的兩個檢測輸出判定工件是否良好。
圖3所示例子是像已有技術(shù)例子中已說明的圖17(b)、(C)所示那樣，在工件表面涂a色、背面涂b色的情況下，一個傳感器頭11a抵靠工件表面，另一個傳感器頭11b抵靠工件背面，判別工件是否良好。若取各受光元件的差動輸出，則如圖4所示，可擴(kuò)大有特征點(diǎn)和無特征點(diǎn)兩者的差。
圖5是本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的傳感器單元的具體框圖。圖5中，傳感器頭11a接收發(fā)光元件1a發(fā)出的光，向受光元件2a提供反射光。另一個傳感器頭11b向工件照射來自發(fā)光元件1b的光，其反射光導(dǎo)向受光元件2b。發(fā)光元件1a根據(jù)振蕩電路3a的振蕩輸出發(fā)出脈沖光，發(fā)光元件1b根據(jù)振蕩電路3b的振蕩輸出發(fā)出脈沖光。如圖6(a)、6(b)所示，各振蕩電路3a、3b各自相位錯開，使相互間不相干擾。受光元件2a的輸出提供給放大器4a進(jìn)行放大，與振蕩電路3a的振蕩輸出同步取出傳感器輸出。受光元件2b的輸出提供給放大器4b進(jìn)行放大，與振蕩電路3b的振蕩輸出同步，取出傳感器輸出。
放大器4a與4b各自由靈敏度調(diào)整用可變電阻5a、5b調(diào)整其增益，其各自的輸出向差動放大器12提供后，取出差動輸出。差動放大器12通過可變電阻13，可調(diào)整其靈敏度。差動放大器12的輸出向比較器6提供并與設(shè)定值進(jìn)行比較，從而使傳感信號經(jīng)輸出電路7導(dǎo)至外部。
在示于圖5的傳感器單元20中，例如設(shè)受光元件2a如圖4所示，檢出有特征點(diǎn)，而受光元件2b檢出無特征點(diǎn)，則從差動放大器12得到兩者差加以擴(kuò)大的差動放大器輸出，并在比較器6中與設(shè)定值進(jìn)行比較時，從單純比較絕對值，變成求有特征點(diǎn)部分與無特征點(diǎn)部分的相對值，從而對工件差異、周圍環(huán)境變化和檢測場所位置偏移所受影響均小。
圖7是本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)的框圖。圖6所示實(shí)施形態(tài)是使振蕩電路3a、3b的振蕩信號相位錯開從而不相互干擾，而圖7的實(shí)施形態(tài)是使振蕩電路3a、3b的振蕩頻率不同，從而不相互干擾。為此，在受光元件2a、2b與放大器4a、4b之間連接帶通濾波器16a、16b。帶通濾波器16a、16b各自僅輸出與對應(yīng)的振蕩電路3a、3b的振蕩頻率相應(yīng)的受光信號。由此，振蕩電路3a、3b輸出的振蕩信號相互不干擾。除此以外，其余構(gòu)成與圖5的實(shí)施形態(tài)相同。
圖8是本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)的框圖。圖5和圖7所示的實(shí)施形態(tài)，各自設(shè)置兩個振蕩電路3a、3b，本實(shí)施形態(tài)其構(gòu)成是用一個振蕩電路3的振蕩信號使一個發(fā)光元件1發(fā)光，對其反射光加以分支分配，由兩個受光元件2a、2b接收，除此以外的其余構(gòu)成，與圖5的實(shí)施形態(tài)相同。這樣，通過用一個發(fā)光元件作為兩個受光元件的共用光源，可簡化構(gòu)成。
圖9是本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)的框圖。該實(shí)施形態(tài)用發(fā)光元件1b與受光元件2b作為同步用傳感器。為此，在圖5所示實(shí)施形態(tài)的基礎(chǔ)上，再增設(shè)比較器14。比較器14在放大器4b放大的受光元件2b的輸出超過預(yù)定的基準(zhǔn)值時，向比較器15提供同步信號。比較器15以由比較器14輸出的同步信號的定時，導(dǎo)出差動放大器12的輸出與基準(zhǔn)值的比較信號。
該實(shí)施形態(tài)在想進(jìn)行具有特征點(diǎn)的部分是背側(cè)還是表側(cè)，或是前還是后等微妙判定時，是有效的。
圖10是本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)的框圖。圖10所示的實(shí)施形態(tài)省略了示于圖9的差動放大器12，用發(fā)光元件1b的受光元件2b側(cè)作為同步用傳感器，而用發(fā)光元件1a與受光元件2a側(cè)作為判定用傳感器。即，在受光元件2b側(cè)的受光信號超過預(yù)定基準(zhǔn)值時，比較器14向比較器15提供同步信號，比較器15以同步信號提供的定時，對來自受光元件2a的受光信號與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，判定零件良好與否。
圖11是本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)的框圖。該實(shí)施形態(tài)用加法器17把放大器4a、4b的輸出信號相加，向比較器14提供加法器17的相加輸出信號，用比較器14比較相加信號與可變電阻18設(shè)定的閾值，在相加信號超過閾值時，判斷為有檢查工件，用比較器6比較差動放大器12的輸出信號與可變電阻19設(shè)定的閾值，判別工件良好與否。在判斷加法器17的相加輸出信號比比較器14中的閾值小時，判別為無檢查工件，不進(jìn)行工件良好與否的判定。由此，不必采用同步信號。
圖12是本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)的框圖。該實(shí)施形態(tài)用加法器17把放大器4a、4b的輸出相加，用該相加輸出由閾值設(shè)定電路21修正閾值調(diào)整用可變電阻22設(shè)定的閾值，向比較器6提供修正的閾值。在受光元件2a、2b的輸出比可變電阻22設(shè)定的閾值大時，閾值向正側(cè)修正，在輸出小時向負(fù)側(cè)修正。由此，即使因工件批次差異，受光元件2a、2b的輸出變化，閾值也可與此相應(yīng)變動，因而可始終以最佳閾值進(jìn)行判定。可通過切換閾值設(shè)定和修正方式來進(jìn)行，也可通過用開關(guān)發(fā)送時序信號來進(jìn)行。實(shí)際檢查時序可從外部接收同步信號，也可由內(nèi)部產(chǎn)生同步信號。
圖13是本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)的框圖。該實(shí)施形態(tài)用比較器14，對差動放大器12的輸出信號和可變電阻18設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，在差動放大器12的輸出信號在一定值以下時，不向極性判別電路23提供檢查信號，在輸出信號在一定值以上時，用極性判別電路23判別受光元件2a、2b的輸出極性，從而判定工件的表里。例如，若差動放大器12的輸出為“+”(受光元件2a的輸出比受光元件2b的輸出大時)，判別為表面，反之，若為“-”，則判別為背面。
圖14是本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)的框圖。該實(shí)施形態(tài)，為易于提取零件表面顏色等特征，在上述圖5所示實(shí)施形態(tài)中，用紅色和綠色的發(fā)光元件作為發(fā)光元件1a、1b，除此以外的構(gòu)成，與圖5相同。
取決于零件表面顏色，傳感器的投射光顏色不一定限于以紅色為妥。例如已知，由綠色光易于判別白色和黃色。因而在圖14所示實(shí)施形態(tài)中，使用紅色的發(fā)光元件1a與綠色的發(fā)光元件1b。進(jìn)而，也可根據(jù)選擇零件的表面狀態(tài)，使發(fā)光元件1a、1b發(fā)光顏色為綠色和藍(lán)色。由此，可進(jìn)行更精密的判別。
傳感器中使用的LED的投射光顏色通常使用紅色。這是由于若沒有可見光，光軸等調(diào)整難于進(jìn)行的緣故。比紅色波長長的紅外光僅用于特殊用途。比紅色波長短的綠和藍(lán)色LED光量小且價格高。因而。廣泛使用發(fā)光效率高且價廉的紅色LED。此外，在用塑料光纖引導(dǎo)光時，波長長時效率高，這也是理由之一。
圖15是本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)的框圖。該實(shí)施形態(tài)，在示于圖8的實(shí)施形態(tài)的受光元件2a、2b的前面，設(shè)置濾色器31a、31b，使僅提取必要的顏色。由此，與圖14所示實(shí)施形態(tài)同樣，通過使用與選擇的零件的表面狀態(tài)相應(yīng)的濾色器，可進(jìn)行精密判別。
圖16是本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)的框圖。該實(shí)施形態(tài)對受光元件輸出進(jìn)行數(shù)字處理。即，放大受光元件2a輸出的放大器4a的輸出信號，提供至A/D變換器24，變換成數(shù)字信號，向CPU25提供。同樣，放大受光元件2b輸出的放大器4b的輸出信號，提供至A/D變換器24b，變換成數(shù)字信號，向CPU25提供。與CPU25相關(guān)聯(lián)，設(shè)置接口電路26、存儲器27和顯示電路28，在接口電路26上連接操作開關(guān)(未圖示)，代替靈敏度調(diào)整可變電阻。
CPU25根據(jù)數(shù)字化的受光元件2a、2b的輸出，用操作開關(guān)指示在存儲器27中存儲有/無特征點(diǎn)時的受光量，并進(jìn)行求其中間點(diǎn)的運(yùn)算，由此可自動設(shè)定閾值。且，通過數(shù)字處理，可用數(shù)字值在顯示電路28上顯示受光量和閾值。
自然，也可用程序處理圖5和圖7～圖13例示的處理。通過切換該程序可用單獨(dú)的方式，也可用組合的方式，自由進(jìn)行圖5和圖7～圖13的處理。
圖5、圖7～圖15所示實(shí)施形態(tài)中，在放大器4a、4b分別設(shè)置靈敏度調(diào)整用可變電阻5a、5b，但也可用一個可變電阻調(diào)整兩個放大器4a、4b的靈敏度。
在圖5、圖7、圖9～圖14、圖16所示實(shí)施形態(tài)中，各自設(shè)置兩個發(fā)光元件1a、1b和兩個受光元件2a、2b，但不限于此，也可分別設(shè)置3個以上。
在圖1所示實(shí)施形態(tài)中，傳感器單元20與傳感器頭11a、11b之間用光纖連接，但也可不設(shè)置光纖，而構(gòu)成為可直接用受光元件2a、2b檢測傳感器單元20的發(fā)光元件1a、1b的反射光。
上述揭示的實(shí)施形態(tài)不應(yīng)理解為例示了全部方面，并受其限制。本發(fā)明的范圍不由上述說明而由權(quán)利要求的范圍所揭示，并試圖包含與權(quán)利要求范圍等同意義及范圍內(nèi)的所有變換。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，至少設(shè)置兩組發(fā)光元件與受光元件的組合，對這至少兩組受光元件的接收信號的相對值進(jìn)行判別，從而判別零件良好與否，因此，與采用圖像處理裝置的場合相比，其價格低廉。而且，僅在以往的傳感器中增加差動放大器即可解決，不會使響應(yīng)速度遲緩。進(jìn)而，判別兩個受光元件的差，若以一個用作基準(zhǔn)而檢測傳感器，則可檢測微妙的差。還有，不用絕對值，而以一個為基準(zhǔn)由相對值進(jìn)行比較，可對發(fā)光元件光量變化和工件污染等檢測環(huán)境變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性。
如果把一方用作同步信號，則不需同步傳感器。進(jìn)而，通過比較有特征點(diǎn)的部分與沒有特征點(diǎn)的部分，只要一方包含特征點(diǎn)即可，從而調(diào)整變得簡單。
權(quán)利要求
1.在提供零件的零件供料裝置中，一種用于判別所提供零件的零件供料裝置用傳感器，其特征在于，它包括至少設(shè)置兩組向所述零件照射光的發(fā)光元件和接收由所述零件反射的光的受光元件；識別來自所述至少兩組受光元件的光接收信號的相對值，從而判別所述零件的判別電路。
2.如權(quán)利要求1所述的零件供料裝置用傳感器，其特征在于，所述判別電路包括輸出來自至少兩組受光元件的光接收信號的差信號分量的差動放大電路；把所述差動放大電路的輸出信號與預(yù)定設(shè)定值進(jìn)行比較，并輸出所述零件的判別信號的比較電路。
3.如權(quán)利要求1所述的零件供料裝置用傳感器，其特征在于，所述判別電路包括對所述至少兩組受光元件中的至少一方的光接收信號進(jìn)行放大的放大電路；根據(jù)提供所述至少兩組受光元件中的另一方的光接收信號，把所述放大電路的輸出信號與預(yù)定設(shè)定值進(jìn)行比較，并輸出所述零件的判別信號的比較電路。
4.如權(quán)利要求2或3所述的零件供料裝置用傳感器，其特征在于，還包括同步信號輸出手段，把所述至少兩組受光元件輸出的光接收信號中任一另一方與預(yù)定基準(zhǔn)值比較，并在所述光接收信號級超過所述基準(zhǔn)值時輸出同步信號；所述比較電路根據(jù)所述同步信號輸出手段輸出的同步信號，比較所述輸出信號與所述設(shè)定值。
5.如權(quán)利要求1所述的零件供料裝置用傳感器，其特征在于，還包括把所述發(fā)光元件發(fā)出的光導(dǎo)向所述零件并把所述零件的反射光導(dǎo)向所述受光元件的光纖。
6.如權(quán)利要求1所述的零件供料裝置用傳感器，其特征在于，通過對所述發(fā)光元件發(fā)出的光進(jìn)行分支、分配，使所述發(fā)光元件數(shù)量比受光元件數(shù)少。
7.如權(quán)利要求1所述的零件供料裝置用傳感器，其特征在于，具有2組以上所述發(fā)光元件，來自這些發(fā)光元件的光的波長至少是兩類。
8.如權(quán)利要求1所述的零件供料裝置用傳感器，其特征在于，所述發(fā)光元件是3波長元件，使所述零件的反射光，經(jīng)僅通過預(yù)定波長的濾色器輸入所述受光元件。
9.如權(quán)利要求1所述的零件供料裝置用傳感器，其特征在于，通過A/D變換器，把所述受光元件的輸出變換成數(shù)字信號。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種組合至少兩組發(fā)光部和受光部，從而可相對評價工件是否良好的零件供料裝置用傳感器。根據(jù)振蕩電路(3a、3b)的振蕩輸出，發(fā)光元件(1a，1b)產(chǎn)生光脈沖，用受光元件(2a，2b)檢測零件的反射光，在放大器(4a、4b)各自放大后，用差動放大器(12)檢測兩者差，在比較器(6)與基準(zhǔn)信號進(jìn)行比較，經(jīng)輸出電路(7)輸出判別零件是否良好的判別信號。
文檔編號H05K13/00GK1407849SQ0112229
公開日2003年4月2日 申請日期2001年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月24日
發(fā)明者鈴木邦彥 申請人:Ntn株式會社