JPH0626321U - 検出スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動的に判定レベルを設定すると共に、その
検出余裕度数を表示して使用環境に対応する検出動作が
実行できるか否かを認識可能とする。 【構成】 マイクロコンピュータ１は、モード切換スイ
ッチ１２、設定スイッチ１０、１１の操作に応じて、設
定プログラムを実行し、被検出物の有無に応じた検出信
号のレベルを記憶すると共に、それらの検出レベルに応
じて判定レベルを設定する。また、マイクロコンピュー
タ１は、それらの検出レベルから検出余裕度数を演算し
てその値に応じた点灯回数で安定動作表示灯１４に点滅
動作を行なわせる。これにより使用環境に適応した検出
余裕度数があるか否かを迅速に認識できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、検出部から出力される検出信号のレベルと判定レベルとを比較する ことにより被検出物の有無を判定して物体検出信号を出力する検出スイッチ装置 に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の検出スイッチ装置の一例である光電スイッチにおいては、検出エリア に光を照射する投光素子と、検出エリアからの反射光を受ける受光素子とを設け 、その受光素子の受光量に応じた検出信号のレベルが、あらかじめ設定されてい る判定レベルを超えているか否かを判断して物体の有無を検出するようになって いる。

【０００３】 この場合に、物体の有無を検出するための判定レベルは、一般に検出条件に応 じて変更することが可能となっており、最近では、物体の有無に応じて受光素子 から出力される２つの検出信号のレベルに基づいて所定の関係で演算を行なって 自動的に設定するものが考えられている。

【０００４】 例えば、検出すべき物体が存在するときの検出信号と、検出すべき物体が存在 しないときの外部から入射する光による検出信号とを入力し、それぞれの検出信 号のレベルの中間のレベルを判定レベルとして設定することにより、ある程度の 外乱光やノイズなどがある場合でも、検出すべき物体の有無を確実に検出できる ようにしたものである。

【０００５】 このように判定レベルをその環境に応じたレベルに自動的に設定することがで き、使用者は、いちいち感度設定用のボリューム等を操作して検出条件を設定す るといった煩わしい作業をする必要がなく、実際に検出したい物体を用いて検出 時設定スイッチおよび非検出時設定スイッチを操作するのみで簡単に設定するこ とができるものである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、このような従来構成のものでは、被検出物が存在する状態での検出 レベルと存在しない状態での検出レベルとの差が小さい場合、例えば、被検出物 からの反射光のレベルと背景からの入射光のレベルが近接している場合には、設 定される判定レベルは検出信号の僅かなレベル差に応じて決まることになる。

【０００７】 しかしながら、このような微小なレベル差の状態で判定レベルが設定されると 、被検出物が存在しない状態でも外乱光やノイズ等の悪影響によって検出信号が 誤出力されてしまったり、或は、比較器のヒステリシス特性によって、一度検出 状態を判定すると被検出物が存在しない状態となっても検出状態がリセットされ ないままとなる等の不具合が生ずる虞がある。

【０００８】 従って、例えば、ラインを流れる製品を光電スイッチの被検出物としているよ うな場合に、前述のようにして設定された判定レベルにより被検出物の存在する 状態でのみ確実に検出出力が得られるかどうかを試験してみる必要がある。そし て、試験を行なった結果で確実な検出動作が行われない場合には、再び設定作業 を行う必要があり、使用者にとっては煩わしい作業が残って使い勝手が悪くなる 不具合がある。

【０００９】 また、そのとき判定レベルを再設定して検出動作が行われるようになっても、 外乱光やノイズに対しては十分な余裕があるかどうかはわからないため、どの程 度の外乱光やノイズに対する信頼性があるかを見極めることができない状況であ り、使用環境によっては誤検出が発生する虞が依然としてある。

【００１０】 本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、簡単な操作で物体 の有無の判定レベルを設定することができると共に、その判定レベルの設定を行 ったときに、どの程度の余裕をもって外乱光やノイズ等に起因する誤検出を防止 できるか否かも同時に確認することができるようにした検出スイッチ装置を提供 するにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案は、検出部から出力される検出信号のレベルと判定レベルとを比較する ことにより被検出物の有無を判定して物体検出信号を出力する検出スイッチ装置 を対象とするものであり、前記被検出物が存在する状態で操作される第１の設定 スイッチと、前記被検出物が存在しない状態で操作される第２の設定スイッチと 、前記第１の設定スイッチが操作されたときに前記検出部から与えられる検出信 号のレベルを第１の検出レベルとし前記第２の設定スイッチが操作されたときに 前記検出部から与えられる検出信号のレベルを第２の検出レベルとして記憶する と共にこれら第１および第２の検出レベル値に基づいて前記判定レベルを設定す る判定レベル設定手段と、前記第１および第２の検出レベル値の差に応じて検出 余裕度数を演算する演算手段と、この演算手段による検出余裕度数を点灯回数に より表示する表示手段とを設けて構成したところに特徴を有する。

【００１２】

【作用】

本考案の検出スイッチ装置によれば、被検出物が存在する状態で第１の設定ス イッチを操作し、被検出物が存在しない状態で第２の設定スイッチを操作すると 、判定レベル設定手段は、それぞれの状態で得られる第１および第２の検出信号 のレベルを記憶すると共にそれらのレベルに基づいて判定レベルを設定する。そ して、演算手段は、記憶された第１の検出レベルおよび第２の検出レベルの差に 応じた検出余裕度数を演算し、表示手段は、この演算手段により演算された検出 余裕度数を点灯回数により表示するようになる。したがって、使用者は、表示手 段の点灯回数を視認することにより、検出余裕度数が確認でき、その検出余裕度 数の大小により、設定された判定レベルが、十分な余裕度を有しているか、つま り被検出物の有無に応じた検出レベルの差が十分あるか否かを確認することがで きる。これにより、例えば、使用環境の状態に応じて、すなわち設置場所におけ る外乱光やノイズ等の程度の入射状態に応じて、必要となる検出余裕度数の目安 を決めておくなどして、確実な検出動作を行なわせるように設定することができ るようになる。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案を反射形の光電スイッチに適用した場合の一実施例について、図 面を参照して説明する。全体の電気的構成を示す図１において、マイクロコンピ ュータ１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換回路等が内蔵された所謂ワン チップマイクロコンピュータと呼ばれるもので、判定レベル設定手段および演算 手段としての機能を兼ね備えており、図示しない物体検出プログラムおよび後述 する設定プログラムがあらかじめ記憶されている。

【００１４】 このマイクロコンピュータ１の電源入力端子ＶＤは直流電源ライン２に接続さ れ、図示しない直流電源から電源端子Ｖおよび定電圧回路３を介して所定電圧が 与えられるようになっている。また、マイクロコンピュータ１のアース端子はア ース端子Ｅに接続されている。

【００１５】 発光ダイオード等の投光素子４のアノードは駆動回路５を介して直流電源ライ ン２に接続され、カソードはアース端子Ｅに接続されている。駆動回路５は、マ イクロコンピュータ１の出力端子ａに接続され、投光パルス信号が与えられるよ うになっており、その投光パルス信号に応じて投光素子４に投光動作を行わせる ようになっている。

【００１６】 フォトダイオード等の受光素子６のカソードは直流電源ライン２に接続され、 アノードはバイアス回路７を介してアース端子Ｅに接続されると共に受光アンプ ８の入力端子に接続されている。受光アンプ８の出力端子はメインアンプ９を介 してマイクロコンピュータ１の入力端子ｂに接続されている。なお、マイクロコ ンピュータ１は、メインアンプ９により増幅された後入力端子ｂに与えられるア ナログの検出信号を、Ａ／Ｄ変換機能によりデジタル信号に変換するようになっ ている。

【００１７】 第１の設定スイッチとしての検出時設定スイッチ１０および第２の設定スイッ チたる非検出時設定スイッチ１１は、それぞれマイクロコンピュータ１の入力端 子ｃおよびｄに接続され、モード切換スイッチ１２はマイクロコンピュータ１の 入力端子ｅに接続されている。発光ダイオード等の動作表示灯１３および安定動 作表示灯１４のアノードはそれぞれ直流電源ライン２に接続され、カソードはそ れぞれマイクロコンピュータ１の出力端子ｆおよびｇに接続されている。なお、 安定動作表示灯１４は、後述のように、表示手段としての機能を兼ね備えており 、点滅動作を行って検出余裕度数をその点灯回数により表示する。

【００１８】 ＥＥＰＲＯＭ（書換え可能な不揮発性メモリ）１５のデータ入出力端子はマイ クロコンピュータ１の入出力端子ｈに接続されている。マイクロコンピュータ１ はこのＥＥＰＲＯＭ１５から、後述するように随時必要なデータを読み出したり あるいは書き込んだりするようになっている。物体検出の外部出力端子Ｐは出力 回路１６を介してマイクロコンピュータ１の出力端子ｉに接続されている。

【００１９】 次に、本実施例の作用について図２をも参照して説明する。なお、ここでは、 （１）検出動作について簡単に説明した後に、（２）判定レベル設定動作につい て図２に示す設定プログラムのフローチャートを参照して説明する。

【００２０】 （１）検出動作 電源が投入された状態で、モード切換スイッチ１２が検出モードに設定されて いるときには、マイクロコンピュータ１は、図示しない検出プログラムにしたが って、次のようにして検出動作を行う。すなわち、マイクロコンピュータ１は、 駆動回路５に投光パルス信号を出力して投光素子４を所定周波数でパルス点灯さ せる。被検出物が存在する場合には、この投光素子４からのパルス光が被検出物 により反射されて受光素子６に入射されるようになる。

【００２１】 これにより、受光素子６から受光量に応じた受光信号が出力されると、受光ア ンプ８およびメインアンプ９を介して増幅された受光信号がマイクロコンピュー タ１の入力端子ｂに与えられるようになる。マイクロコンピュータ１は、入力端 子ｂに与えられたアナログの受光信号をＡ／Ｄ変換機能によりデジタルの検出信 号に変換して入力し、その検出信号のレベルを後述のように設定されている判定 レベルＫと比較する。

【００２２】 そして、マイクロコンピュータ１は、検出信号のレベルが判定レベルＫよりも 大きいと判断したときには入光有りとしてカウントし、そのカウント数が所定回 数に達すると、出力端子ｉから出力回路１６を介して外部出力端子Ｐに物体検出 信号を出力すると共に、出力端子ｆに表示信号を出力して動作表示灯１３を点灯 させるようになる。これにより、例えば、外部出力端子Ｐに負荷の駆動回路等が 接続されていれば、物体検出信号により駆動され、使用者に対しては動作表示灯 １３の点灯により報知されるようになる。

【００２３】 また、マイクロコンピュータ１は、上述の検出動作を行う場合に、入力された 検出信号を上述の判定レベルＫよりも高いレベルのあらかじめ設定された安定検 出レベルと比較し、その検出信号のレベルが安定検出レベルよりも大きいと判断 したときには、安定入光状態であると判断し、出力端子ｇから表示信号を出力し て安定動作表示灯１４を点灯させるようになる。これにより、この検出状態が安 定な状態であることが表示されているのである。

【００２４】 （２）判定レベル設定動作 上述のように検出動作を行っている状態で、判定レベルＫの設定を行うべく、 使用者によりモード切換スイッチ１２が「ＳＥＴ」に切換えられると、マイクロ コンピュータ１は、図２に示すフローチャートにしたがって設定プログラムを実 行するようになる。

【００２５】 すなわち、マイクロコンピュータ１は、ステップＳ１およびＳ２にて、検出時 設定スイッチ１０あるいは非検出時設定スイッチ１１の何れがオンされたかを判 断し、いずれのスイッチ１０，１１もオンされないときには共に「ＮＯ」と判断 してステップＳ３に移行し、モード切換スイッチ１２が「ＳＥＴ」状態である場 合には「ＹＥＳ」と判断してステップＳ１に戻る。

【００２６】 この後、マイクロコンピュータ１は、ステップＳ１，Ｓ２およびＳ３を繰り返 し、使用者により被検出物が存在する状態での検出レベルを設定すべく、検出時 設定スイッチ１０がオンされたときには、ステップＳ１で「ＹＥＳ」と判断して ステップＳ４に移行するようになる。

【００２７】 このステップＳ４において、マイクロコンピュータ１は、投光素子４に前述同 様に投光動作を行わせ、被検出物からの反射光により受光素子６から受光アンプ ８およびメインアンプ９を介して入力される受光信号をＡ／Ｄ変換して得られた デジタルの検出信号を検出時レベルＶ１として読込み、さらにＥＥＰＲＯＭ１５ に書込んで記憶するようになる。

【００２８】 次に、マイクロコンピュータ１は、いま記憶した検出時レベルＶ１とあらかじ め設定されている非検出時レベルＶ２とにより、判定レベルＫを設定する。この 場合、非検出レベルＶ２は仮に設定されているもので、後述するように、非検出 時設定スイッチ１１がオンされたときに設置されている使用環境に対応した非検 出レベルＶ２が設定されるようになっている。さて、マイクロコンピュータ１は 、検出時レベルＶ１および非検出時レベルＶ２からそれらの平均値を演算して判 定レベルＫ（＝（Ｖ１＋Ｖ２）／２）として記憶設定するようになる。

【００２９】 続いて、マイクロコンピュータ１は、ステップＳ６に移行すると、検出余裕度 数Ｓを演算する。すなわち、マイクロコンピュータ１は、まず、検出時レベルＶ １と非検出時レベルＶ２との差ΔＳ（＝Ｖ１−Ｖ２）を演算すると共に、判定レ ベルＫの値の２０％の値を余裕度指数Ｎ（＝０．２×Ｋ）として演算する。次に 、マイクロコンピュータ１は、この余裕度指数Ｎに対する検出レベル差ΔＳの割 合を検出余裕度数Ｓとして演算する。すなわち、検出余裕度数Ｓは、 検出余裕度数Ｓ＝ΔＳ／Ｎ として求めることができるのである。

【００３０】 これにより、検出時設定スイッチ１０のオンによる処理が終了し、マイクロコ ンピュータ１は、ステップＳ３を経てステップＳ１に戻り、ステップＳ１，Ｓ２ およびＳ３を繰返す。そして、非検出時スイッチ１１がオンされると、マイクロ コンピュータ１は、ステップＳ２で「ＹＥＳ」と判断してステップＳ７に移行す る。

【００３１】 マイクロコンピュータ１は、ステップＳ７で、上述と同様にして被検出物が存 在しない状態における検出信号を入力し、そのレベルを非検出時レベルＶ２とし て読込み、ＥＥＰＲＯＭ１５に書込んで使用環境に対応した非検出レベルＶ２を 記憶する。

【００３２】 このようにして、検出時および非検出時レベルＶ１およびＶ２が求められると 、マイクロコンピュータ１は、再びステップＳ５およびＳ６で判定レベルＫを演 算すると共に、検出余裕度数Ｓを演算して記憶するようになる。この後、マイク ロコンピュータ１は、ステップＳ３でモード切換スイッチ１２が「ＳＥＴ」状態 から解除されるのを判断しながらステップＳ１，Ｓ２を繰返す。

【００３３】 そして、検出時レベルＶ１および非検出時レベルＶ２の設定が終了して、使用 者によりモード切換スイッチ１２が「ＳＥＴ」状態から解除されると、マイクロ コンピュータ１はステップＳ３で「ＮＯ」と判断してステップＳ８に移行する。 ステップＳ８で、マイクロコンピュータ１は、記憶された検出余裕度数Ｓに対応 する点灯回数の表示信号を出力端子ｇから出力して安定動作表示灯１４を点滅動 作させて検出プログラムにリターンする。この場合、安定動作表示灯１４の点灯 回数は、例えば、０回から最大５回までに設定されている。

【００３４】 これにより、使用者は、いま設定した検出時レベルＶ１および非検出時レベル Ｖ２による検出動作が余裕がある状態か否かを認識することができる。すなわち 、例えば、安定動作表示灯１４の点灯回数が多い場合には、検出時レベルＶ１と 非検出時レベルＶ２との差が大きく、検出動作を行う場合の余裕も大きいことを 示している。

【００３５】 この場合、検出余裕度数Ｓの値は、前述のように、検出時レベルＶ１と非検出 時レベルＶ２との差ΔＳが判定レベルＫの２０％に相当する余裕度指数Ｎに対し て何倍あるかを示す値として演算しているので、その検出余裕度数Ｓが「１」に 満たない場合には、使用環境に外乱光やノイズがない状態でも確実な検出動作が 保証できない状態であり、「１」以上であれば値が大きくなる程確実に検出でき る度合いが高くなり、且つ、使用環境に外乱光やノイズなどが多い場合でも正確 な検出動作を行うことができるようになることを示している。

【００３６】 そこで、検出余裕度数Ｓの目安として、光電スイッチが配設された場所が、外 乱光やノイズが全くない使用環境の場合には、検出余裕度数Ｓの値が「１」であ れば良く、外乱光やノイズが非常に多い使用環境の場合には、検出余裕度数Ｓの 値が「３」必要であるとすると、判定レベル設定動作を行った後に点滅動作され る安定動作表示灯１４の点灯回数を見ることにより、そのときの光電スイッチの 使用環境に応じて、検出動作が正確に実施できるか否かを認識することができる ようになる。

【００３７】 このような本実施例によれば、判定レベル設定動作においては、マイクロコン ピュータ１により、判定レベルＫの設定を行うと共に、検出余裕度数Ｓを演算し て安定動作表示灯１４の点灯回数により表示するようにしたので、使用者は、検 出時設定スイッチ１０および非検出時設定スイッチ１１を操作するのみで、簡単 に判定レベルＫを設定することができると共に、その判定レベルＫの設定過程に おいて、外乱光やノイズ等により誤検出しない検出余裕度数Ｓがどの程度である かを点灯回数により認識することができ、その使用環境に適応した検出余裕度数 Ｓがあるか否かを迅速に判断できる。

【００３８】 また、本実施例によれば、安定動作表示灯１４により検出余裕度数Ｓに対応す る点灯回数で表示するようにしたので、表示手段を別途に設けることなく安価に 構成することができる。

【００３９】 尚、上記実施例においては、検出余裕度数Ｓの表示を安定動作表示灯１４を利 用して行うようにしたが、これに限らず、例えば、動作表示灯１３を利用しても 良いし、あるいは専用の表示灯を別途に設けるようにしても良い。

【００４０】 また、上記実施例においては、判定レベルを、検出時レベルＶ１および非検出 時レベルＶ２の平均値として演算される判定レベルＫに設定する場合について説 明したが、これに限らず、例えば、あらかじめ一定の比較基準レベルを設定して おき、受光アンプの増幅度を変化させることにより実質的な判定レベルとして設 定するようにしても良いし、あるいは、投光素子による投光量を変化させること により実質的な判定レベルとして設定するようにしても良い。

【００４１】 さらに、上記実施例においては、第１および第２の設定スイッチを、個々に対 応して検出時設定スイッチ１０と非検出時設定スイッチ１１とを設ける構成とし たが、これに限らず、１つの設定スイッチで第１および第２の設定スイッチの機 能を有する構成としても良い。すなわち、例えば設定プログラムにより、最初に 設定スイッチが操作されたときには検出時設定スイッチとして機能し、次に設定 スイッチが操作されたときには非検出時設定スイッチとして機能するように構成 しても良い。

【００４２】 そして、上記実施例においては、モード切換スイッチ１２を設け、このモード 切換スイッチ１２を操作することにより判定レベル設定動作を実行する構成とし たが、これに限らず、例えば、モード切換スイッチを用いない構成とし、検出時 設定スイッチ１０あるいは非検出時設定スイッチ１１が操作されると判定レベル 設定動作を実行するようにしても良い。

【００４３】 また、上記実施例においては、本考案を光電スイッチに適用した場合について 説明したが、これに限らず、他の検出スイッチに適用しても良いことは勿論であ る。

【００４４】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の検出スイッチ装置によれば、第１および第２の 設定スイッチの操作により判定レベルを自動的に設定すると共に、演算手段およ び表示手段により、第１および第２の検出レベルの差に応じた検出余裕度数を演 算して表示手段にその検出余裕度数を点灯回数により表示するようにしたので、 簡単な操作で判定レベルの設定を行えると共に、設定した判定レベルがどの程度 の検出余裕度数をもっているかを迅速に認識できるので、例えばその使用環境に 必要な検出余裕度数があるか否かを認識することにより、外乱光やノイズなどに よる悪影響があっても正確な検出動作を実施できるかどうかを判断できるという 優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す概略的な電気的構成図

【図２】設定プログラムのフローチャート

【符号の説明】

１はマイクロコンピュータ（判定レベル設定手段、演算
手段）、２は直流電源ライン、４は投光素子、６は受光
素子、８は受光アンプ、９はメインアンプ、１０は検出
時設定スイッチ（第１の設定スイッチ）、１１は非検出
時設定スイッチ（第２の設定スイッチ）、１２はモード
切換スイッチ、１３は動作表示灯、１４は安定動作表示
灯（表示手段）、１５はＥＥＰＲＯＭである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出部から出力される検出信号のレベル
   と判定レベルとを比較することにより被検出物の有無を
   判定して物体検出信号を出力する検出スイッチ装置にお
   いて、 前記被検出物が存在する状態で操作される第１の設定ス
   イッチと、 前記被検出物が存在しない状態で操作される第２の設定
   スイッチと、 前記第１の設定スイッチが操作されたときに前記検出部
   から与えられる検出信号のレベルを第１の検出レベルと
   し前記第２の設定スイッチが操作されたときに前記検出
   部から与えられる検出信号のレベルを第２の検出レベル
   として記憶すると共にこれら第１および第２の検出レベ
   ル値に基づいて前記判定レベルを設定する判定レベル設
   定手段と、 前記第１および第２の検出レベル値の差に応じて検出余
   裕度数を演算する演算手段と、 この演算手段による検出余裕度数を点灯回数により表示
   する表示手段とを具備したことを特徴とする検出スイッ
   チ装置。