专利名称：光电传感器及阈值的确认作业的支援方法
技术领域：
本发明涉及用于检测出移动物体通过目标位置或物体的姿势变化等的光电传感器。并且，本发明涉及对确认光电传感器所设定的阈值是否适当的作业进行支援的方法，所述方法用于进行上述检测。
背景技术：
在光电传感器中，有如下的两种类型其一是接收从投光部出射而通过检测对象物的检测区域的光的类型(透过型)；其二是接收从投光部出射之后被检测对象物反射的光的类型(反射型)。任一类型的传感器均将从受光部输出的受光量信号转换成数字数据， 将转换后的数据(以下称之为“受光量数据”)输入到具有微处理器的处理电路，并通过将受光量数据的值与预先设定的阈值进行对照判定是否存在检测对象物，当判定为存在检测对象物时，输出成为接通状态的检测信号。并且，还有如下情况根据传感器的使用目的，计测受光量的变化量、移动平均值等，并通过将根据该计测得到的值与阈值进行比较判定是否存在物体。若要用这种光电传感器稳定地检测出检测对象物，就需要对检测对象物设定一个特定阈值，该特定阈值相对断开电平(off level)和峰值电平(peaklevel)具有足够大的安全边际率(margin of safety ratio)，其中，上述断开电平是发生变化之前的计测数据的电平(level)，上述峰值电平是在计测数据中发生最大变化的部分的电平。这是因为如果将接近断开电平的值设定为阈值，则容易遭受噪声的影响。并且，一般情况下，由于阈值越接近峰值电平，计测数据超出阈值的期间变得越短，与此对应地超出阈值的计测数据的数量也减少，因而检测的稳定性降低。由于上述原因，若要设定适当的阈值，优选的是确认计测数据伴随检测对象物的移动发生何种变化，而确定阈值的适当值，但是，由于在检测对象物高速移动的情况下，受光量信号、由受光量信号取得的数据变化也非常快，因而难以确认其变化。鉴于上述原因，在以往的光电传感器中公知有如下的光电传感器能够通过分别对检测信号成为断开状态的期间(以下，称之为“断开期间”)的长度和上述接通期间的长度进行计测，并对这些期间的长度进行并列显示，来向用户明示传感器的动作稳定性(例如参照特許文献1)。专利文献1 日本特开2007-93464号公报在上述专利文献1所述的发明中，认为能够通过所显示的接通期间与断开期间的长度关系来判断光电传感器的动作的稳定程度，但这种判断并不一定容易进行。下面参照图10A、图IOB对具体例进行说明。在图10A、图IOB中，利用通过受光量的增加检测出物体的类型的光电传感器的受光量信号的变化曲线来表示接通期间、断开期间与阈值的关系。并且，通过在变化曲线上打点表示受光量信号中的成为计测对象的受光量。图中，PO为阈值，受光量大于PO的期间成为接通期间，受光量小于PO的期间成为
4断开期间。若要通过这种光电传感器稳定地检测出移动的检测对象物，就需要设定阈值PO 的值，以计测出大于阈值的受光量次数连续达到某一程度。如图10A、图IOB的各图表的接通期间的长度与接通期间中打点数量的不同点所示，如果能够在已确保相对基数电平的安全边际率的状态下降低阈值P0，就能够增加大于阈值PO的受光量数据的计测次数而提高检测的稳定性。但是，在现实情况下，由于断开期间中的各时间点的受光量状态不明确，因而用户不能容易地判断出阈值的降低幅度。这种问题同样也发生在采用通过受光量的减少来检测出物体的类型的光电传感器中。由于上述原因，现场的用户经反复试验而设定阈值，因而加重用户进行设定作业的负担。
发明内容
本发明是针对上述问题作出的，其目的在于，能够让用户容易地确认是否设定有适于进行稳定的检测的阈值。适用本发明的光电传感器，具有投光部，其用于出射光，受光部，其接收投光部投射的光来生成表示其受光量的受光量数据，输出部，其用于输出检测信号，该检测信号用于表示已检测出上述检测对象物，信号处理部，其接收上述受光部所生成的受光量数据，将该受光量数据作为对象执行计测处理，将通过该计测处理得到的计测数据与预先设定的阈值进行对照来判定是否存在检测对象物，并根据其判定结果，在上述检测信号的接通及断开之间进行切换，输入部，其用于输入上述阈值的设定值。在上述结构中，由受光部受光的方式有如下的两种情况其一是直接接收来自投光部的出射光的情况(透过型方式)；其二是接收来自物体的针对出射光的反射光的情况 (反射型方式)。并且，在信号处理部中，作为计测处理，例如执行如下处理每次或每隔一定时间计测受光部所输入的受光量数据。并且，还有进行如下处理的情况对通过该计测得到的受光量数据进行微分而求出每单位时间内的受光量的变化量；求出受光量数据的移动平均値。在本发明的光电传感器中，为了解决上述课题，信号处理部上设有第一时间计测单元，其用于将第一特定期间作为计测数据的变化期间来计测其时间长度，该第一特定期间是指，从上述检测信号处于断开的电平的计测数据开始向接近上述阈值的方向变化到计测数据恢复到变化开始时间点的电平为止的期间，第二时间计测单元，其用于将第二特定期间作为接通期间来计测其时间长度，该第二特定期间是指，在上述计测数据的变化期间内，能够得到上述检测信号处于接通的电平的计测数据的期间，输出单元，其根据上述第一时间计测单元及第二时间计测单元的计测结果，以显示为目的而输出用于表示上述接通期间的长度及计测数据的变化期间相对于接通期间的安全边际率的信息。在上述结构的光电传感器上设有显示部的情况下，输出单元能够将表示安全边际率的信息输出到该显示部。并且，在该光电传感器被设定为能够与具有显示功能的外部设备进行通信的情况下，可以将输出单元构成为向该外部设备发送表示安全边际率的信息的单元。
上述“计测数据的变化期间相对于接通期间的安全边际率的信息”，是指在计测数据的变化期间内，是否具有将接通期间延长何种程度的余裕。作为表示该安全边际率的信息，例如可以显示计测数据的变化期间的长度，但也可以显示两个期间的长度的比例或长度之差。或可以将表示上述比例、差的数值转换成多个阶段的电平中的相应电平而进行显
7J\ ο根据上述显示，用户能够通过所显示的信息来确认基于当前阈值的接通期间的长度及计测数据的变化期间相对于该接通期间的安全边际率。由此，在判断为所显示的接通期间的长度不满足进行稳定检测所需的长度的情况下，用户能够根据表示安全边际率的显示，以不过于接近基数电平的程度使阈值的设定值移动至基数电平附近。并且，在被用户判断为所显示的安全边际率过于小的情况下，能够以安全边际率不极端变大的程度使阈值的设定值移动至峰值电平附近。这样一来，能够根据两种显示，容易地进行将阈值设定为适当值的作业。在一优选实施方式的光电传感器中，信号处理部还还具有判定单元，该判定单元根据上述计测数据的变化期间的长度和接通期间的长度之间的关系，判定上述安全边际率是否适当；上述输出单元在输出用于表示上述安全边际率的信息的同时，输出上述判定单元的判定结果。根据上述实施方式，用户能够通过所显示的判定结果，容易地判断出计测数据的变化期间相对于接通期间的安全边际率是否处于适当范围内。在另一优选实施方式的光电传感器中，信号处理部还具有判定单元，其根据上述计测数据的变化期间的长度和接通期间的长度之间的关系，判定上述安全边际率是否适当；阈值调整单元，其在上述判定单元判定为安全边际率不适当时，对阈值的值进行调整， 使得计测数据的变化期间的长度和接通期间的长度之间的关系满足预先设定的标准的关系。根据上述结构，在相对接通期间的计测数据的变化期间的安全边际率极端大的情况、安全边际率过于小的情况下，自动设定使该安全边际率变得适当的阈值。由此，能够大幅减轻用户设定阈值的负担。在另一优选实施方式的光电传感器中，设定有处理速度不同的多个计测模式，在上述信号处理部中还设有模式选择单元，该模式选择单元以上述判定单元判定为阈值适当为条件，从上述多个计测模式中选择能够在上述接通期间内执行预定次数以上的计测处理的计测模式。根据上述结构，将设定有适于进行稳定的检测的阈值的情况作为条件，自动设定能够在根据所述阈值检测出检测对象物的时间内进行预定次数以上的计测的计测模式。由此，能够确保稳定地将检测信号设定为接通时所需的计测数据，从而能进行稳定的检测。在本发明的光电传感器的另一优选实施方式中，在信号处理部还设有第三时间计测单元，其在上述计测数据的变化期间内，计测从该变化期间的开始时刻到计测数据达到上述阈值的时刻为止的时间的长度；计测时间输出单元，其输出用于表示上述第三时间计测单元所计测的时间的长度的数据。其中，计测时间输出单元也可以构成为输出用于显示的数据的单元，但不限于此，例如，可以将表示所计测的时间的长度的数据作为用于运算的数据而发送到外部装置。
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上述实施方式的光电传感器，例如，能够为了达到使以一定速度移动的物体在预定的位置停止的目的，用于在所述停止位置跟前检测出物体。在这种情况下，由于能够将第三时间计测单元所计测的、计测时间输出单元所输出的时间作为从检测对象物到达传感器的检测区域到检测信号接通的时间而进行识别，因而能够考虑到该时间、检测对象物的移动速度而设定使检测对象物停止移动的时机。由此，能够高精度地控制物体的定位。另外，本发明还适用于一种阈值的确认作业的支援方法，将光电传感器作为对象， 对用于确认在该光电传感器中设定的阈值是否适当的作业进行支援，所述光电传感器具有投光部，其用于出射光，受光部，其接收投光部投射的光来生成表示其受光量的受光量数，输出部，其用于输出检测信号，该检测信号用于表示已检测出上述检测对象物，信号处理部，其接收上述受光部所生成的受光量数据，将该受光量数据作为对象执行计测处理，将通过该计测处理得到的计测数据与预先设定的阈值进行对照来判定是否存在检测对象物， 并根据其判定结果，在上述检测信号的接通及断开之间进行切换，输入部，其用于输入上述阈值的设定值。在该方法中，首先在上述光电传感器中，将第一特定期间作为计测数据的变化期间来计测其时间长度，该第一特定期间是指，从上述检测信号处于断开的电平的计测数据开始向接近上述阈值的方向变化到计测数据恢复到变化开始时间点的电平为止的期间，并将第二特定期间作为接通期间来计测其时间长度，该第二特定期间是指，在上述计测数据的变化期间内，能够得到上述检测信号处于接通的电平的计测数据的期间；根据上述计测数据的变化期间的长度和接通期间的长度之间的关系，在与上述光电传感器一体地设在该光电传感器上的显示部或设在光电传感器的外部的显示装置上，显示用于表示上述接通期间的长度及计测数据的变化期间相对于接通期间的安全边际率的信息。根据上述方法，用户能够通过所显示的信息对如下的情况进行判断接通期间的时间长度是否适当；有没有必要向延长接通期间的方向或缩短接通时间的方向对阈值进行调整；以及是否能进行所述调整。由此，能大幅减轻设定阈值所需的劳力。根据本发明，由于同时显示基于所设定的阈值的接通期间的长度和表示相对接通期间的计测数据的变化期间的安全边际率的信息，因而用户能够根据所述信息，容易判断接通期间的时间长度是否适当、有没有必要向延长接通期间的方向或缩短接通时间的方向对阈值进行调整以及这种调整是否可行。由此，能够容易地设定适于稳定地检测出检测对象物的阈值，并能够减轻用户设定阈值时所耗费的劳力。
图1是表示适用本发明的光电传感器的使用例的说明图。图2是表示光电传感器的外观的立体图。图3是从正面观察光电传感器的壳体的上面的图。图4是表示光电传感器的电路结构的框图。图5是利用受光量数据的示意性图表说明受光量的变化期间与接通期间的关系的图。图6A、图6B是表示接通时间及工件通过时间的显示例的图。图7是表示用于显示图6A及图6B所示的显示内容的处理顺序的流程图。
图8是表示选择计测模式的处理的顺序的流程图。图9A、图9B是表示同时显示计测模式的选择结果和接通时间的例子的图。图10A、图IOB是说明阈值的设定值及接通、断开期间以及接通期间中的计测值的数量的关系的图。
具体实施例方式图1表示适用本发明的光电传感器的使用例。本实施例的光电传感器1为光纤式的反射型传感器，其设置在生产线3的附近，用于检测出在工厂的生产线3中输送的工件W(例如电子部件)。为了检测出工件W，从光电传感器1的本体拉出用于投光的光纤21和用于受光的光纤22。所述光纤21、22的前端连接在共同的头部20。并且，在光电传感器1本体内的各光纤21、22的插入口附近，分别配备有图4所示的LED131、光电二级管(PD) 141。从LED131 出射的光经由投光用光纤21从头部20出射。并且，工件W对该出射光进行反射而产生的反射光射入头部20时，所述射入光经由受光用光纤22引导至光电二级管141，据此，光电二级管141的受光量增加。在光电传感器1内的处理电路中，检测出上述受光量的增加，并将表示其检测结果的信号(检测信号)输出到相对工件W进行处理的装置(例如，检查工件的视觉传感器)。图2用于表示上述光电传感器1本体的外观。该光电传感器1的本体由在上面具有盖部11的壳体10构成。从壳体10的前面拉出光纤21、22，从背面拉出未图示的电源线。 在壳体10的上面设有显示部101及操作部102，但在使用传感器1时它们被盖部11覆盖。图3表示从正面观察显示部101及操作部102的结构。在显示部101上设有两个分别显示4位数字的数字显示器12A、12B,在各数字显示器12A、12B的左手边分别设有工作指示灯13A、13B。其中，在数字显示器12A、12B上，除了数字之外，还有显示由字母组成的字符串的情况。在操作部102上设有3个按钮开关14、15、16及2个拨动开关17、18。各按钮开关14至16之中的中间的开关14及左端的开关15分别形成模仿了右向及左向箭头的形状，它们或用于切换设定模式时的显示器12A、12B的显示，或用于变更设定值的值。右端的按钮开关16的使用目的在于，确定显示在显示器12A、12B上的数值，或选择由开关14、15呼出的功能。拨动开关17选择设定模式及计测模式中的任一模式作为光电传感器1的工作模式。另一方的拨动开关18选择受光量超出阈值时将输出设为接通的模式(接通指示灯模式)及受光量低于阈值时将输出接通的模式(昏暗指示灯模式)中的任一模式，作为来自光电传感器1的输出的定义。图4表示上述光电传感器1的电路结构。图中的显示部101具有图3所示的数字显示器12A、12B、工作指示灯13A、13B ；操作部102具有图3所示的开关14至18。图中的控制部100、投光部103、受光部104、输出部105、外部设备用接口 106、电源部107收容于壳体10的内部。投光部103具有LED131及其驱动电路(LED驱动电路)132。受光部104除了光电二级管(PD) 141之外，还具有对从光电二级管输出的受光量信号进行处理的电路(受光量处理电路14 。受光量处理电路142具有放大电路、A/D转换电路等，并根据这些电路，将受光量信号转换成处于0至4000范围的数值后进行输出。控制部100由微处理器构成，具有CPU及不挥发性存储器。存储器除了对程序进行存储之外，还对用户所设定的阈值等参数进行登记。CPU根据这些程序、参数对投光部103 的投光工作进行控制，并且输入通过基于受光量处理电路142的转换处理而生成的数字数据(以下，称为“受光量数据”)，对应每一定期间计测该输入数据所示的受光量，并将该计测值与阈值进行对照，判定是否存在检测对象物。输出部105将表示上述判定结果的信号(检测信号)输出到外部。外部设备用接口 106与未图示的设定用设备进行信息交换。电源部107连接在未图示的外部电源，利用该外部电源所供给的电源，向各个部件供给用于驱动的电源。用户在使用上述结构的光电传感器1时，首先，将拨动开关17调成与设定模式对应的状态，试验性地使工件W移动的同时使光电传感器1进行动作。此时，光电传感器1的控制部100执行以一定的间隔对从受光量处理电路142输入的受光量数据进行计测的取样处理，并且将每次的计测值与默认的阈值进行对照来判定是否存在检测对象物，并根据其判定结果将检测信号设定为接通或断开。并且，控制部100对受光量根据工件W的移动发生变化的期间的长度和在该期间内得到超出阈值的受光量的期间(接通期间)的长度进行计测，并将这些时间长度作为判断阈值设定值是否适当的指标而显示到显示部101上。在从上述显示判断为阈值不适当的情况下，用户能够利用操作开关14至16调整阈值的值。在进行调整之后，也要执行对上述两个期间的长度进行计测的处理，并将根据所述计测结果更新显示部101的显示。之后，每当对阈值进行调整，就执行对各期间的长度进行计测的处理，并更新显示部101的显示。在从上述显示判断为阈值为适当的值的情况下，用户将泼动开关17调成与计测模式对应的状态。之后，控制部100根据所设定的阈值开始进行检测动作。图5是利用示意性地表示伴随工件W的移动在上述光电传感器1发生的受光量数据的变化的图表，用于表示计测对象的期间。图表的受光量的轴(纵轴)上的PO为阈值。并且，时间轴(横轴)上的a点表示受光量开始从基数电平向接近阈值PO的方向发生变化的时间点，d点表示上述受光量的变化结束后受光量恢复到基数电平附近的时间点。并且，时间轴上的b点及c点表示得到相当于阈值PO的受光量的时间点。如上所述，从a点到d点的期间相当于受光量的变化期间，从b点到c点的期间相当于接通期间。显示在显示部101上的是所述期间的长度TpT,其中，由于表示受光量变化期间的长度的时间Tps大致相当于工件W通过传感器1 的检测区域所需的时间，因而在下文中将该时间Tps称为“工件通过时间Tps”。并且，在下文中将接通期间的长度Ton称为“接通时间TQN”。本实施例的控制部100以一定的间隔接收上述受光量数据后对该值进行计测的同时，判定上述a点、b点、c点、d点，而对各点之间的时间长度T1、TW、T2进行计测。并且， 通过取得T1、TW、T2的总和导出工件通过时间TPS，并将TON及TPS的各值并列显示到显示
9部101的显示器12A、12B上。图6A、图6B表示上述接通时间Tw及工件通过时间Tps的显示例。在本实施例中， 在显示部101上的两个数字显示器12A、12B之中左侧的显示器12A上显示有接通时间TQN， 在右侧显示器12B上显示有工件通过时间TPS。并且，在本实施例中，将所述时间的比例GKQ =TPS/T0N)包含在预先设定的基准值Qa、Qb (Qa < Qb)所示的数值范围内的状态作为表示 TPS、Tm具有良好的关系的条件。并且，如图6A所示，在显示在显示器12A、1W上的各数值满足上述条件的情况下，点亮指示灯13A、13B ；反之，如图6B所示，比例Q不满足上述条件的情况下，熄灭指示灯13A、13B。显示器12A所显示的接通时间Tw对用户来说是一个判断指标，判断是否充分检测出了伴随工件W的移动而发生的受光量的变化。并且，能够通过对该接通时间Tw和显示在显示器12B上的工件通过时间Tps进行比较，判断能否将阈值PO调整为进一步延长接通时间Ton (降低阈值PO的调整)、将阈值PO调整为缩短接通时间Tw至小于当前值(提高阈值 PO的调整)。例如，用户通过指示灯13A、13B处于熄灭状态，判断阈值的设定不适当，而能够将显示在各显示器12A、12B上的TM、TPS的值进行比较，进行如下的调整在判断为Tw相对Tps 的值过于长的情况下，提高阈值PO ；判断为Ton相对Tps的值过于短的情况下，降低阈值P0。 并且，即使指示灯13A、i;3B处于点亮状态，也能够在维持其亮灯状态的范围内，通过如上的判断，对阈值PO的值进行调整。在以往显示接通期间及断开期间的长度的方法中，即使已确保长度达到某一程度的接通期间，也很难判断出该期间是否与不遭受噪声影响的范围对应，并且很难判断出断开期间内所包含的能够纳入接通期间的范围达到何种程度。针对这种问题，根据上述显示， 不仅能够确认接通期间的长度Tw，还能够通过接通时间Ton与工件通过时间Tps的关系判断接通期间的检测动作的稳定性，而对阈值PO进行调整。例如，即使认为接通时间Tw的值本身适当，也能够在相对接通时间Ton的工件通过时间Tps的安全边际率过于小的情况下，能判断为检测动作的稳定性较低，需要进行提高阈值PO的调整。并且，能够在接通时间Tw的长度不足够长的情况下，在确保Tps的安全边际率的范围内进行降低阈值PO的调整。由此，能够容易地进行将阈值调整为适当值的作业。图7表示在用于实施上述显示的控制部100执行的处理的顺序。以下，参照该流程图进行说明。阈值的设定模式开始时以及在该设定模式执行对阈值进行变更的处理时，开始进行上述处理。在该处理中，以一定间隔对来自受光部104的受光量数据进行取样而对其值进行计测，并通过将每次的计测值(受光量)与前一阶段的受光量进行比较，待机到受光量向增加的方向发生变化为止(步骤Si)。其中，通过将相对前一阶段的受光量的变化量与根据假设的噪声电平设定的判定基准值进行对照，判断出受光量是否发生了变化，但不限于此，也可以将受光量与相当于噪声电平的基准值进行比较，当受光量高于基准值时，便可以视为受光量增加。如果通过上述处理判断为受光量增加(步骤Sl为“是”的情况)，控制部100开始对上升时间Tl (从图5的a点到b点的时间)进行计时(步骤S2)。该计时直到受光量达
10到阈值PO为止(到步骤S5为“是”为止)。但是，在一度增大的受光量达不到阈值PO而减少至接近基数电平附近近的情况(步骤S3为“是”情况)下，将上升时间Tl清零(步骤 S4)，并返回到检验受光量的增加的处理(步骤Si)。在受光量顺利地增加而达到阈值PO的情况(步骤S5为“是”的情况)下，结束对上升时间Tl进行计时，并开始对接通时间Ton进行计时(步骤S6)。如果受光量处于低于阈值PO的状态(步骤S7为“是”的情况)，则结束对接通时间TON进行计时，并开始对下降时间T2 (从图5的c点到d点的期间)进行计时(步骤S8)。之后，如果受光量恢复到基数电平(步骤S9为“是”)，则结束对下降时间T2进行计时(步骤S10)。并且，求出通过截止到当前的处理得到的上升时间Tl、接通时间Tm以及下降时间T2的总和，并将该总和设定为工件通过时间Tps (步骤Sll)。并且，在下一步骤 S12计算出工件通过时间Tps与接通时间Tqn的比例GKQ = TPS/T0N)。之后，控制部100将接通时间Tw及工件通过时间Tps显示到显示部101的显示器 12A、12B上(步骤S 13)。并且，检验上述比例Q是否满足Qa彡Q彡Qb的条件，并在满足该条件的情况下，点亮指示灯13A、13B (步骤S14、S15)。显示器12A、12B的显示、指示灯13A、13B的亮灯状态维持到用户进行清零操作为止。由此，显示部101的显示随特定受光量的变化而发生变化，所述特定受光量的变化是在设定模式刚开始之后、刚调整阈值PO之后，伴随最初通过检测区域的工件W的移动而产生的。但是，不限于此，也可以通过以多个周期执行从图7的步骤Sl到步骤Sll的处理，对应每个工件求出接通时间Tw及工件通过时间TPS，并显示它们的平均值。这种情况的比例Q能够利用接通时间Tm及工件通过时间Tps的平均值求出。并且，不需要必须并列显示TM、TPS的各值，例如，在显示部101只具有一个数字显示器的情况下，可以通过用户进行切换操作，交替显示Ton和TPS。并且，它们的显示不限于数字显示方式，例如，能够集合微小的LED来构成显示部101，并利用所述LED以显示条形图的方式显示Tm及Tps。并且，能够将设定用设备连接到图4所示的外部设备用接口 106，并在从该设备输入阈值PO的设定值的情况下，将接通时间Tw及工件通过时间Tps的计测值传递到设定用设备，并在该设备的显示部上显示各计测值、比例Q等。并且，在上述实施例中，是通过同时显示工件通过时间Tps和接通时间Tm，表示了工件通过时间Tps相对于接通时间Tw的安全边际率，但也可以省略TPS，取而代之，显示具体表示安全边际率的数值(上述比例Q、Tps与Tw之差的值等)。并且，在上述结构的光电传感器中还有如下情况省略将受光量的计测值与阈值进行比较，取而代之，通过对每次受光量的计测值进一步进行处理后利用该处理值执行一些运算(例如微分处理)，并将其运算结果与阈值进行比较的方法，判定是否存在检测对象物。在这种情况下，也利用作为与阈值进行对照的对照对象的数据计算出接通时间Tm及工件通过时间Tps并显示到显示部101上。接着，作为本发明的第2实施例，准备了处理速度不同的两种计测模式，下面对选择其中的一方进行设定的类型的光电传感器1进行说明。其中，由于该光电传感器1的外观、电路结构与图2至图4所示的相同，因而在下文中对于各结构将引用图2至图4的附图标记。
由于两种计测模式之中的一方高速进行受光量的计测处理，因而设定为以例如50 微秒间隔对受光量数据进行取样。以下，将该计测模式称为“高速模式”。另一方的计测模式省略降低受光量数据的取样速度，取而代之，能够执行除基本的检测动作以外的处理。例如，能够执行用户从如下处理之中选择的处理(以下，将如下处理称之为“选择处理”)与设定处理时相同地，对接通时间Tw、工件通过时间Tps进行计测， 或将它们显示，或求出接通期间中的受光量的平均值，或与外部设备进行通信而输出计测数据等。以往也存在具有处理速度不同的多种计测模式、选择处理的功能的光电传感器， 但由于根据用户的判断来选择计测模式，因而所选择的计测模式并不一定适当。鉴于这一点，在本实施例中，根据工件通过时间Tps相对于接通时间Ton的安全边际率将阈值PO调整为适当的值之后，根据与所述调整对应的接通时间Tw的长度，选择计测模式。图8表示与该计测模式的选择有关的处理的顺序。在该图8的最初的步骤SlOl中，通过进行与之前的图7的步骤Sl至Sll相同的处理，计测接通时间Tw及工件通过时间TPS。并且在S102中，计算出所述时间Ton与Tps的比例GKQ = TPS/T0N)，并检验该Q的值是否满足Qa彡Q彡Qb这一条件(步骤S103)。在这里，在比例Q满足上述条件的情况(步骤S103为“是”的情况)下，将接通时间 与预先设定的基准时间进行比较(步骤S105)。并且，在接通时间Tm短于基准时间的情况(步骤S105为“是”的情况)下，选择高速模式(步骤S106)；在接通时间Tw长于基准时间的情况(步骤S105为“否”的情况)下，选择标准模式(步骤S107)。另一方面，在步骤S102求出的比例Q小于其适当范围的下限值Qa的情况或比例 Q大于适当范围的上限值Qb的情况(步骤S105为“否”的情况)下，控制部对阈值PO的值进行调整，使Q的值处于大致满足Oia+Qb) /2的状态，并根据调整后的PO重新计测接通时间Tqn(步骤S104)。并且，将重新计测后的Tqn与基准时间进行比较(步骤S105)，根据其结果选择高速模式或标准模式(步骤S106、S107)。其中，在本实施例中，作为在步骤5105与Tw进行比较的基准时间是通过对预先设定的次数η与标准模式的取样间隔△ t进行乘法运算得出的值，所数次数η为稳定地检测出工件W所需的最小限度的计测次数。据此，将通过标准模式进行稳定的检测所需的最小限度的接通时间设定为基准时间。并且，在执行重新计测接通时间Ton的处理(步骤S104)的情况下，可以重新对在步骤SlOl设为计测对象的受光量数据进行处理，但不限于此，也可以重新取得受光量数据而计测接通时间Τ,如果在上述步骤S105至S107选择了高速模式或标准模式，则在步骤S108中，同时将表示所选择的模式的记号和接通时间Tm显示到显示部101上，并结束处理。图9Α、图9Β表示基于步骤S108的处理的显示例。在本实施例中，也与第一实施例相同地，显示器12Α用于显示接通时间，在安全边际率Q满足Qa < Q < Qb这一条件的情况下，点亮指示灯13Α、13Β。显示器12Β用于显示所选择的计测模式。在本实施例中，如图9Α所示，在选择了标准模式的情况下，显示器12Β上显示“L”字母；如图9Β所示，在选择了高速模式的情况下， 显示器12Β上显示“H”字母。
如上所述，在第2实施例中，阈值PO自动设定为适当的值，并且与伴随其设定的接通时间Ton的长度对应地自动设定为计测模式。根据图8的步骤S105至S107，由于如果设定为标准模式，则只能在处于不能保障进行稳定检测的状态时选择高速模式，除此之外的情况均选择标准模式，因而能够设定适合与伴随工件W的移动而发生的受光量的变化的计测模式，而稳定地进行检测动作。并且， 以往是由于工件W高速移动，因而存在如下情况即使在预先设定高速模式的情况下，也将选择处理的利用判明为能够选择标准模式而对选择处理加以利用，并方便性得以提高。其中，在上述实施例中，根据工件通过时间Tps与接通时间Ton的比例Q自动调整了阈值PO的值，但不限于此，首先，可以与第1实施例相同地，显示各时间TW、TPS而手动调整阈值PO之后，根据结束调整后的接通时间Ton的长度选择计测模式。接着，第1、第2各实施例的光电传感器1能够用于使工件W在特定的位置停止。 在这种情况下，可以在阈值PO的设定结束之后，根据其阈值PO计测上升时间Tl，并将所计测的Tl的长度显示到显示部101的显示器13A或1 上。由于此时的上升时间Tl表示从工件W到达光电传感器1的检测区域到被检测为止的期间，因而用户能够通过所显示的值， 确定工件W在截止到被检测为止的期间内移动的距离。由此，能够更容易地进行使工件W 在目标位置停止的控制。其中，如上所述地将光电传感器1用于使工件W在预定位置停止的情况下，能够将上升时间Tl的计测值发送到外部的计算机，并在该计算机中，利用Tl的值、工件W的移动速度以及光电传感器1的设置位置与工件W的停止位置之间的距离等，进行如下的运算求出从来自光电传感器1的输出处于接通状态到使工件W停止为止的时间。
权利要求
1.一种光电传感器，具有 投光部，其用于出射光，受光部，其接收投光部投射的光来生成表示其受光量的受光量数据， 输出部，其用于输出检测信号，该检测信号用于表示已检测出上述检测对象物， 信号处理部，其接收上述受光部所生成的受光量数据，将该受光量数据作为对象执行计测处理，将通过该计测处理得到的计测数据与预先设定的阈值进行对照来判定是否存在检测对象物，并根据其判定结果，在上述检测信号的接通及断开之间进行切换， 输入部，其用于输入上述阈值的设定值； 上述光电传感器的特征在于， 上述信号处理部具有第一时间计测单元，其用于将第一特定期间作为计测数据的变化期间来计测其时间长度，该第一特定期间是指，从上述检测信号处于断开的电平的计测数据开始向接近上述阈值的方向变化到计测数据恢复到变化开始时间点的电平为止的期间，第二时间计测单元，其用于将第二特定期间作为接通期间来计测其时间长度，该第二特定期间是指，在上述计测数据的变化期间内，能够得到上述检测信号处于接通的电平的计测数据的期间，输出单元，其根据上述第一时间计测单元及第二时间计测单元的计测结果，以显示为目的而输出用于表示上述接通期间的长度及计测数据的变化期间相对于接通期间的安全边际率的信息。
2.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，上述信号处理部还具有判定单元，该判定单元根据上述计测数据的变化期间的长度和接通期间的长度之间的关系，判定上述安全边际率是否适当；上述输出单元在输出用于表示上述安全边际率的信息的同时，输出上述判定单元的判定结果。
3.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，上述信号处理部还具有判定单元，其根据上述计测数据的变化期间的长度和接通期间的长度之间的关系，判定上述安全边际率是否适当；阈值调整单元，其在上述判定单元判定为安全边际率不适当时，对阈值的值进行调整， 使得计测数据的变化期间的长度和接通期间的长度之间的关系满足预先设定的标准的关系。
4.根据权利要求2或3所述的光电传感器，其特征在于，在上述信号处理部中设定有处理速度不同的多个计测模式，在上述信号处理部中还设有模式选择单元，该模式选择单元以上述判定单元判定为阈值适当为条件，从上述多个计测模式中选择能够在上述接通期间内执行预定次数以上的计测处理的计测模式。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光电传感器，其特征在于，上述信号处理部还具有第三时间计测单元，其在上述计测数据的变化期间内，计测从该变化期间的开始时刻到计测数据达到上述阈值的时刻为止的时间的长度；计测时间输出单元，其输出用于表示上述第三时间计测单元所计测的时间的长度的数据。
6. 一种阈值的确认作业的支援方法，将光电传感器作为对象，对用于确认在该光电传感器中设定的阈值是否适当的作业进行支援， 所述光电传感器具有 投光部，其用于出射光，受光部，其接收投光部投射的光来生成表示其受光量的受光量数， 输出部，其用于输出检测信号，该检测信号用于表示已检测出上述检测对象物， 信号处理部，其接收上述受光部所生成的受光量数据，将该受光量数据作为对象执行计测处理，将通过该计测处理得到的计测数据与预先设定的阈值进行对照来判定是否存在检测对象物，并根据其判定结果，在上述检测信号的接通及断开之间进行切换， 输入部，其用于输入上述阈值的设定值； 上述阈值的确认作业的支援方法的特征在于，在上述光电传感器中，将第一特定期间作为计测数据的变化期间来计测其时间长度， 该第一特定期间是指，从上述检测信号处于断开的电平的计测数据开始向接近上述阈值的方向变化到计测数据恢复到变化开始时间点的电平为止的期间，并将第二特定期间作为接通期间来计测其时间长度，该第二特定期间是指，在上述计测数据的变化期间内，能够得到上述检测信号处于接通的电平的计测数据的期间；根据上述计测数据的变化期间的长度和接通期间的长度之间的关系，在与上述光电传感器一体地设在该光电传感器上的显示部或设在光电传感器的外部的显示装置上，显示用于表示上述接通期间的长度及计测数据的变化期间相对于接通期间的安全边际率的信息。
全文摘要
本发明的光电传感器及阈值的确认作业的支援方法，目的在于能够让用户容易地确认是否设定有适于进行稳定的检测的阈值。在本发明一实施方式的光电传感器中，在控制部执行将从受光部接收的受光量数据作为对象的计测处理，计测时间长度(TPS)和时间长度(TON)，其中，所述时间长度(TPS)为从受光量开始从基数电平向接近阈值(P0)的方向发生变化到受光量恢复到基数电平为止的期间(从a点到d点)，所述时间长度(TON)为受光量大于阈值(P0)的期间(从b点到c点)。并且，以显示为目的向光电传感器的显示部或外部设备上输出各计测值(TON)、(TPS)。
文档编号G01V13/00GK102193111SQ20111003771
公开日2011年9月21日 申请日期2011年2月10日 优先权日2010年3月5日
发明者中村英义, 岩本淳, 水原晋, 高阪幸司 申请人:欧姆龙株式会社