JPH0425728A - 光電センサの制御方法及び制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は発光素子と受光素子とからなる光電センサの制
御システムに関する。

（従来の技術） さまざまなシーケンス制御の過程において、スイッチの
一つとして光電センサが利用されている。

従来の光電センサ及びそのスイッチング方法を第４図に
示す。

同図において、光電センサ２１は発光素子２２と受光素
子２３とからなり、発光素子２２は光軸りを受光素子２
３に向けて発している。典型的には発光素子２２はフォ
トダイオードであり、受光素子２３はフォトトランジス
タである。

光電センサ２１からの信号はアンプ部 ２４に入力され、発光素子２２と受光素子２３との間に
物体が存在するか否かを表わす信号がアンプ部２４から
コントローラ部２５に入力される。この入力に基づき、
コントローラ部２５は機器２６を制御する。

なお、一般に光電センサ２１の発光素子２２にはパルス
波が入力されて一定周期で断続的に点灯するようになっ
ており、アンプ部２４はこのパルス波に同期するパルス
信号との比較により物体の存否を判断していた。

（発明が解決しようとする課題） 上記のような構成においては、外乱光の影響を受けやす
かった。すなわち、第５図に示すように、受光素子２３
の出力信号は三種類の波形を取り得る。第５図（イ）（
ロ）（ハ）はそれぞれ（イ）発光素子２２からの光が入
光していないとき、（ロ）発光素子２２からの光が入光
しているとき（ハ）外乱光が入光しているときの波形を
示す。このうち（イ）（ロ）が正常に動作している状態
であり、（イ）（ロ）の入力に対してアンプ部２４はコ
ントローラ部２５に物体の存否を伝達することができる
。

しかし、外乱光が入光している場合には、アンプ部２４
には細かいデータ処理が不可能なため、（イ）が入力し
ているものと判断して同じ信号をコントローラ部２５に
送ってしまい、外乱光の原因が西日の差し込みや機器内
への光の漏れ等であって長時間継続する場合にはその結
果機器２６の損傷や事故が生じたりすることがある。

あるいは外乱光を感知できるタイプにおいても、点検や
ワークの補給等のために一時的に機器の蓋を開けた場合
等であっても、軽微な外乱光の影響を過敏に感知して直
ちに機器を緊急停止させたりアラームを鳴らしたりして
、その都度制御を中断させ、作業能率を低下させていた
。

本発明の目的は、外乱光の影響に対してフレキシブルに
対応を行わせることが可能な光電センサの制御方法及び
制御システムを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、光
電センサの受光素子に外乱光が入光しているか否かを判
断する過程と、受光素子に外乱光が入光したと判断して
いる状態が継続している間、外乱光の入光時間をカウン
トする過程と、大光時間が一定の長さに達した時に異常
対応手段を起動させる過程とを含んで光電センサの制御
方法を構成した。

請求項２に記載の発明は、断続的に発光素子を発光させ
る発光パルス信号と、該発光素子に対応する受光素子か
らの受光信号とを比較して発光素子の非発光時に受光素
子が受光した場合にエラー出力を行い、エラー出力数を
計数して外乱光の侵入を判定するように光電センサの制
御システムを構成した。

（作用効果） 本発明は上記の構成としたので、次のような作用効果を
奏する。

請求項１に記載の発明に係る光電センサの制御方法によ
れば、まず光電センサの受光素子に外乱光が入光してい
るか否かの判断がなされる。外乱光が入光していなけれ
ば通常動作がなされることは言うまでもない。外乱光が
入光している場合には外乱光の入光時間がカウントされ
る。カウントは外乱光が入光したと判断されている状態
が継続している間行なわれる。外乱光の入光時間が一定
の長さに達する以前に中断した場合にはカウントも中止
される。入光時間が一定の長さに達した時には異常対応
手段が起動し、例えばアラームが作動し、あるいは被制
御機器の非常停止がなされる。

よって、請求項１に記載の発明に係る光電センサの制御
方法によると、外乱光が一定時間以上継続しない場合に
はアラームは起動せず、従って事故が生じたり機器が故
障したりするに至らない軽微な原因による短時間の外乱
光の侵入に対して過敏に対応す′ることなく、しかし被
制御機器の異常作動に基づくような長時間継続する外乱
光の侵入に対しては異常対応手段を起動させて事故や誤
作動を未然に防止することができる。カウントされる大
光時間の長さは適当に調整される。

本発明に係る光電センサの制御システムによれば、受光
信号は発光パルス信号と比較され、発光素子の非発光時
に受光素子が受光した場合にはエラー出力を行う。そし
てエラー出力数を計数し、ある一定の数に達した場合に
外乱光が侵入しているものと判定するようにした。

よって、本発明に係る光電センサの制御システムによる
と、外乱光の侵入が一定時間以上継続しないと制御に影
響を及ぼさないので、事故や機器の損傷の生じない程度
の短時間の外乱光の侵入に対しては影響を受けず、ある
一定時間以上継続して初めて外乱光が侵入しているもの
と判定し、対応する出力がなされる。基準となる時間は
システムごとに適当に設定される。

（実施例） 以下図示の実施例について説明する。

第１図は本発明に係る光電センサの制御システムの一実
施例を具体化した回路ブロック図である。

同図において、１は発振回路であり、一定周期の発光パ
ルス信号を出力している。発振回路１の発光パルス信号
は、増幅器２を介してフォトダイオード３に人力され、
ＡＮＤ回路４に入力され、インバータ５を介してフリッ
プフロップ６に入力されている。フォトダイオード３は
この発光パルス信号に従って断続的に点灯し、フォトダ
イオード２の光軸はフォトトランジスタ７に入光する。

フォトトランジスタ７はフォトダイオード３がらの入光
に従い出力を行う。

フォトトランジスタ７の出力は、フリップフロップ６の
セット側に、インバータ８により反転されて入力され、
リセット側にそのまま入力される。また反転されてＡＮ
Ｄ回路４に入力される。

ＡＮＤ回路４とフリップフロップ６の出力はＡＮＤ回路
９に入力され、ＡＮＤ回路９の出力はモノマルチバイブ
レーク１０に入力される。ＡＮＤ回路４の圧力はＮ出力
となり、モノマルチバイブレータ１０の出力はＺ出力と
なり、図示しないコントローラに入力される。

第２図は回路中の各点におけるデジタル出力を示すタイ
ミングチャートである。

同図において、（イ）は入光のない場合、すなわちフォ
トダイオード３とフォトトランジスタ７との間に物体が
介在するために光軸りが遮光されている時の波形を示す
。この状態においては、発振回路１の発光パルス信号に
従い、フォトダイオードは断続的に光を発しているが、
光軸りが遮光されているためにフォトトランジスタ７に
は入光せず、従ってそのフォトトランジスタ７はＯＦＦ
のまま変化しない。よってＣの受光信号出力はｌのまま
である。

受光信号は反転してＡＮＤ回路４に入力するので、Ｎ出
力ｇは０のままである。

（ロ）は入光のある場合、すなわちフォトダイオード３
とフォトトランジスタ７との間に光軸を遮る物が存在し
ない時の波形を示す。このとき、フォトトランジスタ７
はフォトダイオードの断続的な発光によりＯＮ、ＯＦＦ
を繰り返し、受光信号出力ｄは発振回路１の発光パルス
信号ａとは位相の逆転したパルス信号となる。これが反
転してＡＮＤ回路４に入力すると、そのＮ出力は元のパ
ルス信号ａと同相のパルス信号となる。

従って、Ｎ出力ｇがＯのままか、パルス信号となるかに
よって、入光の有無を判定することができる。

（ハ）は入光エラーの場合、すなわち外乱光が入光して
いる場合である。このとき、フォトトランジスタ７はＯ
Ｎの状態が継続するので、受光信号Ｃは継続してＯを示
す。

よってＡＮＤ回路４にはｌが入力され、Ｎ出力ｇは（ロ
）の入光ありの時と同様、パルス信号となる。よって、
これだけでは入光ありの場合と外乱光が影響している場
合との区別をすることができない。

そこで本発明においてはフリップフロップ６、ＡＮＤ回
路９及びモノマルチバイブレーク１０を利用して２出力
を得るようにしている。

外乱光が入光した時には、フリップフロップ６には継続
したＯがセット側に、継続した１がリセット側に人力す
る。クロックパルスとしてパルス信号が発振回路１から
反転して入力するので、ＮＧクラッチＥＴｄは入光エラ
ー（ハ）の時パルス信号、その他の時は１を出力する。

ＮＧラッチＲＥＳｅはその逆となる。フリップフロップ
６の圧力ｆは（イ）（ロ）の時０、（ハ）の時１となる
。

この圧力とＡＮＤ回路４の出力との論理和をＡＮＤ回路
９でとるとｈのようになり、モノマルチバイブレーク１
０の出力２は第２図のｉに示すように（イ）（ロ）の時
Ｏ１（ハ）の時１となる。

Ｎ出力及び２出力は図示しないカウンタにより、Ｎ出力
がパルス信号でかつ２出力が０の時にのみＮ出力のパル
スの数をカウントし、一定の数に達すると入光エラーと
判定するようになっている。また、Ｎ出力如何によって
、制御される機器に何らかの出力がなされることは言う
までもない。

第３図は、上記実施例の制御システムの制御プログラム
の手順を示すフローチャートである。本実施例は自動ネ
ジ締め機のホッパからシュートへネジを送る自動供給装
置に適用されたものであり、ネジが送られるレールの途
中に光電センサを設けてネジの有無を検知し、ネジがな
ければ一定時間Ｔｌ後にネジ整列装置を作動させ、ネジ
があれば一定時間Ｔｌ後にネジ整列装置を停止させるよ
うにする。シーケンスコントローラには受光の有無を示
す信号、外乱光の有無を示す信号、クロックパルスが入
力する。以下、順を追って説明する。

（ステップ１） まず、外乱光の有無を判断する。上述の例に従えば、２
出力がＯで、Ｎ出力に１が人力した時に外乱光ありと判
断する。

（ステップ２） 外乱光ありと判断した時には、予め値が定められたエラ
ーカウンタが更新され、−１が加算される。エラーカウ
ンタの値は、継続する外乱光の影響によりネジ整列装置
が誤作動して故障や事故を起こす以前に誤作動に対処で
きるように定められる。

（ステップ３） エラーカウンタがＯになったか否かを判断する。０にな
っていなければ、すなわち一定時間が経過していなけれ
ば最初に戻る。

（ステップ４） 一定時間になり、エラーカウンタがＯになるとアラーム
が起動し、外乱光による異常が生じていることを知らせ
る。

アラームの起動により、ネジ整列装置は非常停止を行な
うとともに、異常が生じていることを知った作業者はネ
ジ整列装置のメンテナンスを行ない、外乱光の原因を取
り除（ことになる。

外乱光がないと判断した時の手順は以下の通りである。

（ステップ２′） 外乱光がない時には、エラーカウンタは再セットされ、
０に戻される。

従って、外乱光がエラーカウンタにより設定された時間
よりも短い間侵入し、それから外乱光が一旦侵入しな（
なったとすると、エラーカウンタは再セットされるので
、前回のカウント分は無効になる。よってネジ整列装置
に影響のない決められた時間よりも短い間の外乱光の侵
入によりアラームが起動することはない。

（ステップ３′） 次に受光があるか否か、すなわちレール途中にネジが存
在するか否かを判断する。ネジが存在しない場合には受
光があり、ネジ整列装置を作動させなければならない。

ネジが存在する場合には受光がなく、ネジ整列装置を作
動させる必要はない。

（ステップ４′） 受光ありの場合には、ネジ整列装置停止のデイレイタイ
ムであるＴ２が再セットされ。

同様に、受光なしの場合にはネジ整列装置起動のデイレ
イタイムであるＴ１が再セットされる。

（ステップ５′） 受光ありの場合には、次にネジ整列装置起動のデイレイ
タイムであるＴ１から１が引かれて更新される。受光な
しの場合にはＴ２から１が引かれて更新される。

（ステップ６′） 更新したＴ１もしくはＴ２がＯになっているか否かを判
断する。Ｏになっていなければ最初に戻る。

（ステップ７′） Ｔ１が０になった場合、ネジ整列装置が起動され、Ｔ２
が０になった場合ネジ整列装置は停止する。

このように、本実施例の光電センサの制御システムによ
れば、外乱光の侵入がエラーカウンタが０になるまでア
ラームが起動しないので、例えば長時間に渡る外乱光の
影響でシュート位置にネジが送られているにも拘らずネ
ジが存在しないものと判断されたためにネジ供給装置が
作動を継続し、装置が破損してしまうような事故を防止
することができる。また、そのような事故や機器の損傷
の生じない程度の時間の外乱光の侵入に対しては、エラ
ーカウンタの設定により、ある一定時間以上外乱光を継
続して受光しなければ、アラームを起動させるなどの対
応を行なわないようになっている。

よって機器の運転に影響を及ぼさないような短時間の外
乱光の侵入に対しては影響されず、長時間に渡る外乱光
に侵入のみに対応することかできる。

以上本発明の実施例について説明したが。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明
の要旨の範囲内において適宜変形実施可能であることは
言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光電センサの制御システムを具体
化したハード構成を示す回路ブロック図であり、第２図
は第１図の回路の各部分のデジタル信号を表わすタイミ
ングチャートであり、第３図は第１図の回路からの入力
に対する制御の流れを示すフローチャートであり、第４
図は従来の光電センサ装置の構成を示す回路ブロック図
であり、第５図は第４図の光電センサの出力を示す図で
ある。 １・・・発振回路、３・・・フォトダイオード、４・・
・ＡＮＤ回路、６・・・フリップフロップ、７・・・フ
ォトトランジスタ、 ・ＡＮＤ回路、 ・モノマ ルチバイブレーク。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光電センサの受光素子に外乱光が入光しているか
   否かを判断する過程と、受光素子に外乱光が入光したと
   判断している状態が継続している間、外乱光の入光時間
   をカウントする過程と、入光時間が一定の長さに達した
   時に異常対応手段を起動させる過程とを含むことを特徴
   とする光電センサの制御方法。
2. （２）断続的に発光素子を発光させる発光パルス信号と
   、該発光素子に対応する受光素子からの受光信号とを比
   較して発光素子の非発光時に受光素子が受光した場合に
   エラー出力を行い、エラー出力数を計数して外乱光の侵
   入を判定する光電センサの制御システム。