专利名称：光电传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及投射用于检测目的的光、接收投射光或反射光、并将接收光量与预定阈值进行比较以检测物体的光电传感器。
背景技术：
为了确保光电传感器的检测精确度，有必要调整灵敏度，以使检测目标存在的情况下的接收光量与检测目标不存在的情况下的接收光量之间的差异充分地形成，并且有必要将适用于区分这两种状态的值储存为阈值。对于灵敏度调整处理，例如，在日本未审查专利公开否.2004-101446中，将供给至光投射驱动单元的电流(光投射电流)强度或接收光量的增益调整成使得接收光量成为由用户在设定模式期间定义的目标值，从而自动调整灵敏度(日本未审查专利公开否· 2004-101446 中的 0060 至 0064 段以及 0072 至 0084 段)。在日本未审查专利公开否.2007-1394942中，例如，根据用户的设定工作来设定阈值，在将工件放置在检测区内的同时按下设定键之后，在将工件从检测区移开的同时再次按下设定键，并且使用响应于对设定键的操纵而测得的两种类型的接收光量来设定阈值(日本未审查专利公开否.2007-139494中的0024段)。此外，在日本未审查专利公开否.2007-139494中，获得象征性地表明接收光量的时间变化的代表值，并且根据代表值来修正阈值(日本未审查专利公开否.2007-139494中的0028至0029段)。如日本未审查专利公开否.2004-101446所述，在光电传感器的设定模式中，有必要在调整灵敏度之后执行阈值设定处理。可能用户没有特别意识到执行灵敏度调整处理的必要性，而是用户在没有执行灵敏度调整处理的情况下设定阈值。即使用户意识到该必要性，有时用户设定阈值却忘记灵敏度调整处理。在这种情况下，有必要在灵敏度调整处理之后再次设定阈值，从而用户 的负 担加重。如日本未审查专利公开否.2007-139494所述，在阈值设定处理过程中，用户有必要按照固定程序执行操作，从而用户的负担加重。如果不熟悉设定处理的人错误地执行设定处理，则存在灵敏度和阈值成为不适合检测的状态的风险。
发明内容
已设想出本发明来解决上述问题，本发明的一个目的在于，即使用户没有特别意识到调整灵敏度的必要性，也在设定阈值之前自动调整灵敏度，并且能够使用调整灵敏度的接收光量容易地设定适当的阈值。根据本发明的第一方面，一种光电传感器包括光投射部件，该光投射部件投射用于检测的光；光接收部件，该光接收部件根据光投射操作执行对接收光量的处理；检测器，该检测器通过将通过光接收处理获得的接收光量与预先存储的阈值进行比较来执行物体检测处理；以及操作部件，该操作部件用在设定操作中。根据第一方面的光电传感器包括操作接收器，该操作接收器接收对应于多种设定处理中的一种的操作，该设定处理根据每个预期目的通过根据光电传感器的每个预期目的改变操作的内容而准备，操作被执行，以发出测量用于设定阈值的接收光量的指令；基准接收光量确定部件，该基准接收光量确定部件根据取决于由操作接收器接收的操作的内容的确定标准基于响应于所执行的操作测得的接收光量来确定基准接收光量，该基准接收光量成为用于设定阈值的基准；以及灵敏度调整器，该灵敏度调整器执行灵敏度调整处理，以将由基准接收光量确定部件确定的基准接收光量设定为适用于阈值的设定的值。在具有上述构造的光电传感器中，根据光电传感器的每个预期目的而定义的多种设定处理根据由用户执行的操作的内容来区分，确定标准在每种设定处理中定义，以确定用于设定阈值的基准接收光量。当用户执行按照在对应于预期目的的设定处理中定义的操作过程来测量接收光量的操作时，接收光量数据可以响应于操作而测得，并且基准接收光量根据对应于操作的内容的确定标准来确定。由于通过灵敏度设定处理所确定的基准接收光量成为适用于阈值的设定的值，即使用户没有特别意识到调整灵敏度的必要性，灵敏度也设定在良好的状态中，并且良好灵敏度下的接收光量可以设定为基准接收光量。因此，阈值可以设定为适用于检测的值。基准接收光量的数量不限于一个，而是有时必须确定根据设定处理而具有不同水平的多个基准接收光量。确定基准接收光量的处理可以在灵敏度调整处理之后执行或者与灵敏度调整处理同时执行。可替代地，在确定基准接收光量之后，可以调整用于决定灵敏度的参数，以使所确定的基准接收光量中的一个适合作为预定目标值。光电传感器的一个实施例还包括接收光量确定部件，该接收光量确定部件根据改变由操作接收器接收的操作的内容的确定标准基于调整成适用于目标值的基准接收光量来确定设定阈值的接收光量。因此，在该构造中，用户执行按照在对应于预期目的的设定处理中定义的操作过程来测量接收光量的操作。因此，设定良好的灵敏度，并且可以在适于良好灵敏度的水平上自动获得阈值。根据本发明的第二方面，一种光电传感器包括存储部件、灵敏度调整器、以及基准接收光量决定部件。灵敏度调整规则和接收光量决定规则储存在存储部件内。灵敏度调整规则相对于多种设定处理定义使用响应于操作而测得的接收光量来调整灵敏度的处理，该设定处理根据每个预期目的通过根据光电传感器的每个预期目的改变操作的内容而准备，操作被执行，以发出测量用于设定阈值的接收光量的指令，并且接收光量决定规则定义基于调整的灵敏度的接收光量来确定用于设定阈值的基准接收光量的处理。当操作部件接收操作以发出测量接收光量的指令时，灵敏度调整器在响应于操作获得接收光量的同时根据对应于所接收的操作的内容的灵敏度调整规则来调整灵敏度。基准接收光量决定部件基于多种设定处理中的一种根据对应于所确定的设定处理的接收光量决定规则通过所接收的操作确定的事实基于接收光量来决定用于设定阈值的基准接收光量，该接收光量响应于所接收的操作而测得并适用于通过灵敏度调整器调整的灵敏度。即使在第二方面的光电传感器中，根据光电传感器的每个预期目的而定义的多种设定处理根据由用户执行的操作的内容来区分。当用户执行按照在对应于预期目的的设定处理中定义的操作过程来测量接收光量的操作时，接收光量数据响应于操作而测得，灵敏度使用测得的接收光量根据为对应于操作的内容的设定处理定义的规则来调整，用于设定阈值的基准接收光量基于适用于调整的灵敏度的接收光量来选择。即使用户没有特别意识到调整灵敏度的必要性，在将灵敏度调整成良好状态之后，基准接收光量基于调整后的灵敏度来选择。因此，灵敏度和阈值可以恰当地设定，以执行检测处理。为每种设定处理定义确定标准，以从接收光量决定规则决定的基准接收光量确定阈值，确定标准储存在存储部件内。因此，阈值可以在灵敏度的调整和基准接收光量的决定之后自动设定。可替代地，不限于此，基准接收光量被显示，并且通过用户的阈值的手动设定可以被接收。阈值的手动设定还可适用于第一方面的光电传感器。在对于多种设定处理将共同线程设定为用于灵敏度调整处理的程序时，说明灵敏度调整线程执行部件被赋予变量(诸如下文中将说明的目标值)的程序可用作灵敏度调整规则。在光电传感器的一个实施例中，灵敏度调整规则储存在存储部件内，灵敏度调整规则定义灵敏度相对于设定处理中至少一种被调整，以使响应于操作而测得的接收光量适用于预定目标值，并且当在调整之后测得的接收光量大于目标值时，灵敏度调整处理重新开始，以使大于目标值的接收光量适用于目标值。根据上述实施例，即使用于调整初始灵敏度的接收光量大于后续接收光量，灵敏度通过后续获得大于目标值的接收光量而重新调整。在另一实施例中，灵敏度调整规则和接收光量决定规则储存在存储部件内，灵敏度调整规则定义相对于设定处理将灵敏度调整成使得响应于第一次操作而测得的接收光量适用于预定的目标值，该设定处理具有执行两次发出测量接收光量的指令的操作的操作内容，并且当响应于第二次操作而测得的接收光量大于在灵敏度调整处理中使用的目标值时，灵敏度调整处理重新开始，以使大于目标值的接收光量适用于目标值，并且与响应于第一次操作而执行的灵敏度调整处理中的目标值一致的接收光量根据灵敏度调整处理的重新开始被修正成适用于重新调整的灵敏度的值，接收光量决定规则定义将响应于第一次操作和第二次操作而测得的并适用于最终灵敏度的这对接收光量设定为用于设定阈值的基准接收光量。在灵敏度调整规则和接收光量确定规则适用的设定处理中，例如，用户在将工件放置于检测区内时执行第一次操作，用户在未放置物体时执行第二次操作。然而，操作的顺序可以互换。即使用户可按照任意顺序执行操作，使得响应于切换操作而测得的接收光量中的较大一个与目标值一致的灵敏度调整处理被执行，在工件存在的情况下以调整的灵敏度获得的接收光量和在工件不存在情况下通过调整的灵敏度获得的接收光量被设定为基准接收光量。因此，阈值可以适当设定。在根据另一实施例的光电传感器中，灵敏度调整规则和接收光量决定规则储存在存储部件内，灵敏度调整规则定义在相对于具有设定处理在所述操作期间测量接收光量的同时提取所测得的接收光量的最大值和最小值，该设定处理具有发出测量接收光量的指令的操作持续预定时间的操作内容，并且灵敏度调整处理在每次最大值通过设定处理更新时被执行，同时接收光量的最小值在此时被修正为适用于调整的灵敏度的值，接收光量决定规则定义将接收光量的最大值和最小值设定为在结束所述操作时用于设定阈值的基准接收光量。
在使用程序的设定过程中，工件通过检测目标位置，操作至少持续包括通过前后的时间，从而将灵敏度调整成使得在该时间内获得的最大接收光量与目标值一致。当最小接收光量存在于在最大接收光量之前采样的接收光量内时，最小接收光量被修正为适用于修正后的灵敏度。因此，最大接收光量和最小接收光量在工件通过时以最佳的灵敏度获得，并且最大接收光量和最小接收光量被设定为基准接收光量，从而阈值可以适当设定。下文将说明根据第一和第二方面的光电传感器所共有的三个实施例。根据第一实施例的光电传感器还包括存储部件，该存储部件储存目标值；目标值设定部件，该目标值设定部件根据为了设定在灵敏度调整处理中使用的目标值而在操作部件中执行的操作将通过操作设定的目标值储存在存储部件中。根据该构造，灵敏度可以调整成使得获得用户认为的最佳接收光量。根据第二实施例的光电传感器包括显示部件，该显示部件显示基于基准接收光量确定的阈值以及由灵敏度调整器调整的灵敏度的接收光量。在显示部件内，在检测处理过程中，用户在将接收光量和阈值进行比较的同时检查检测结果，并且用户可以确定灵敏度和阈值是否适用于检测。根据第三实施例的光电传感器还包括显示部件，该显示部件显示接收光量；以及调整器，在检测器执行检测处理的同时，该调整器获得适用于通过灵敏度调整处理执行的调整的接收光量相对于在预定的定时内用于检测处理的接收光量的变化程度、根据变化程度改变所储存的阈值、并将在显示部件上显示的接收光量改成为实际接收光量根据变化程度而修正的值。根据该实施例，当接收光量随着时间推移而改变时，检测处理可以稳定地执行，因为阈值根据变化的程度而改变。即使灵敏度或阈值改变，显示接近适用于初始灵敏度调整处理的接收光量的值的状态在显示部件内被保持，从而用户可以以不变的基准检查光接收状态。根据本发明，用户执行设定阈值的工作，从而灵敏度在设定阈值之前被自动调整。因此，阈值可以基于适用于调整后的灵敏度的接收光量而设定为适当值。此外，灵敏度的调整和阈值的设定可根据光电传感器的每个预期目的通过执行对应于预期目的的操作而容易地执行，因此适用性大幅增强。
图1是示出了光纤型光电传感器的外观的透视图；图2是示出了图1中的光电传感器顶盖打开的状态的透视图；图3是示出了从前侧观看顶面时包括光电传感器的操作部件和显示部件的顶面的视图；图4是示出了光电传感器的电构造的框图；图5是示出了当过程与指示器的显示模式相关时调谐进程的示意性过程的流程图；图6是示出了当过程与指示器的显示模式相关时两点调谐的过程的流程图；图7是示出了当过程与指示器显示模式相关时移动工件调谐的过程的流程图；图8A至图SC是示出了响应于改变用于调整灵敏度的目标值的操作而切换显示部件上的显示的实例的视图；图9示出了显示接收光量和和内部接收光量之间的关系和显示阈值和内部阈值之间的关系的图表；图10是示出了当切换自动调整显示接收光量和内部阈值的功能的启用和停用时的显示器实例的视图；以及图11是示出了自动调整处理的程序的流程图。
具体实施例方式图1和图2示出了本发明适用的光纤型光电传感器的外观。光电传感器I包括主体10和附接至主体10的前表面的一对光纤11和12。光纤11用于投射光，光纤12用于接收光。包括透镜的头部IlA和12A分别附接至光纤11和12的前端部。与图1中的状态相比，实际的光纤11和12可以延长。光纤11和12分别插入主体10的前表面的插入口 IlB和12B。光投射部件设定在光投射光纤11的插入口 IlB附近，光接收部件设定在光接收光纤12的插入口 12B附近。接线电缆14从主体10的后表面抽出。在使用光电传感器I的过程中，光纤11和12的头部IlA和12A以预定距离互相面对。从光投射部件输出的光通过光纤11从头部IIA输出，入射到光接收侧头部12A的光通过光纤12到达光接收部件。当将物体插入头部IlA和12A之间时，由光接收部件接收的光量减少，因为从头部IlA朝着头部12A传播的光被阻挡。将由光接收部件产生的接收光量数据输入至控制器(CPU)，光程是否被阻挡通过将接收光量数据和先前储存的阈值进行比较来确定，并且输出确定结果。在图1中的实例中，光电传感器I被设定为用作传输型传感器，其中光接收部件接收从光投射部件投射的光，将光程被阻挡的状态确定为“物体的存在”。可替代地，共有的头部附接至光纤11和12的前端，光电传感器I可用作接收从物体反射的光的反射型光电传感器。显示部件100和多个按钮开关SWl至SW5设定在主体10的顶面上。在使用过程中顶面由盖13覆盖。在调整期间，盖13是打开的以能够操作按钮开关SWl至SW5。图2是示出了盖13打开的主体10的透视图，图3是示出了当从前侧观看顶面时的顶面的视图。由于具有透明盖13，即使盖13封闭时，显示部件100的显示可以通过盖13检查。将参考图2和图3说明顶面的构造。在该实施例中，按钮开关SWl设定在靠近主体的前表面的位置中，显示部件100设定在按钮开关SWl后面，四个按钮开关SW2、Sff3, SW4和SW5设定在显示部件100后面。尽管按钮开关SW2和SW3的按钮部一体形成，但主体10内的开关本体(未示出)独立地设定。一对指示器101和102以及五个指示灯111至115设定在显示部件100内。指示器101和102中的每个由四个七段LED构成，并显示四位或更少的数字以及字母字符串。前按钮开关SWl用于下文将说明的调谐。下文中开关SWl被称为“调谐按钮SWl ”。显示部件100后面的一对按钮开关SW2和SW3用于改变在指示器101和102上显示的菜单和数值。按钮开关SW4用于在测量模式和设定模式之间切换。当以设定模式执行某种设定，设定内容是固定的。如果按钮开关SW4将设定模式切换成测量模式，以设定内容开始测量。按钮开关SW5用于切换光电传感器I的输出形式。具体地，选择当接收光量大于阈值时使输出进入接通状态的“开灯模式”和当接收光量小于阈值时使输出进入接通状态的“关灯模式”中的一种。通常，当使用传输型光电传感器I时选择关灯模式，当使用反射型光电传感器I时选择开灯模式。当来自光电传感器I的检测信号在检测处理中成为接通状态时，点亮指示灯111。当选择开灯模式时点亮指示灯112，当选择关灯模式时点亮指示灯113。当启用自动调整处理时点亮指示灯114，在调谐过程中和调谐之后点亮指示灯115。图4示出了光电传感器I的电构造。在光电传感器I中，构成控制器的CPU 105连接至光投射部件103、光接收部件104、储存程序的存储器106、显示部件100、操作部件110、外部设备接口 107、输出部件108、以及电源109。显示部件100包括指示器101和102以及指示灯111至115，操作部件110包括按钮开关SWl至SW5。光投射部件103包括LED 131和LED驱动电路132，光接收部件104包括光电二极管(PD) 141、放大器电路142、以及A/D转换电路143。在光投射部件103中，驱动电流从LED驱动电路132流至LED 131，以执行光投射处理。在光接收部件104中，通过放大器电路142和A/D转换电路143处理来自光电二极管141的输出，以生成表示接收光量的数字数据(下文中被称为“接收光量数据”)。根据储存在存储器106内的程序，CPU 105输入来自光接收部件104的接收光量数据，以在控制光投射部件103和光接收部件104的操作的同时执行检测处理。通过输出部件108或外部设备接口 107输出检测结果。当通过图2和图3中的开关SW4选择设定模式时，在显示部件100的指示器101和102上显示设定菜单。在使用开关SW2和SW3切换菜单显示的同时，用户执行预定设定。当以测量模式操作调谐开关SWl时，执行所谓“调谐”的设定处理。在调谐过程中共同执行检测处理所必需的阈值设定处理和灵敏度调整处理。在该实施例中，根据光电传感器的预期目的，准备了四种调谐。在调整灵敏度过程中，当以高速对接收光量进行采样时，通过光投射部件103的驱动电流的密度和光接收部件104的放大器电流142的增益改变，直至所采样的接收光量成为预定目标值。在设定目标值和调整阈值的过程中，基准取决于调谐的种类。在该实施例中，灵敏度和阈值可以自动设定为可通过由用户执行的简单工作觉察的状态。在表I中，在四种调谐中的每种中对预期目的、用户的工作内容、灵敏度调整方法、以及阈值设定方法进行概述。将参考表I在每种调谐中说明处理的概要。<两点调谐>在执行确定物体的存在或不存在的处理中执行该调谐。用户操作调谐按钮SWl两次，当将检测目标(下文中被称为“工件”)放置在检测区内时执行一次操作，当未放置工件时执行另一次操作。有必要在三秒内执行每次操作，但是对放置或不放置工件的顺序没有特别限制。
在灵敏度调整处理中，使在第一次操作过程中获得的接收光量(第一次接收光量)和在第二次操作过程中获得的接收光量(第二次接收光量)中的较大一个与目标值一致。将目标值设定为可以在指示器101和102上显示的数值的最大值(下文中被称为“显示最大值”，在该实施例中，显示最大值为“9999”)。在灵敏度调整处理之后将阈值设定为第一次接收光量和第二次接收光量之间的中间值。<移动工件调谐>当操作光电传感器I时执行该调谐，以将移动工件设定为检测目标，从而当工件通过检测区时使来自传感器的输出进入检测状态，当完成通过时使输出进入非检测状态。当执行移动工件调谐时，用户连续按压调谐按钮SWI至少七秒。工件在与检测相同的状态下移动，在包括工件存在于检测区内的状态和工件不存在于检测区内的状态的时间段内连续按压调谐按钮SWl。在灵敏度调整处理中，使操作调谐按钮SWl时间段内的最大接收光量与目标值一致。在这种情况下，还将目标值设定为显示最大值。在灵敏度调整处理之后，将阈值设定为最大接收光量和最小接收光量之间的中间值。〈定位调谐〉当光电传感器I如此操作时执行该调谐，即，当检测目标到达目标位置时使输出进入检测状态，在其他情况下使输出进入非检测状态。类似于两点调谐，用户操作调谐按钮Sffl两次，在第二次操作中用户必须连续按压调谐按钮SWl至少三秒。在未放置工件时，执行第一次操作，在第二次操作中将工件放置在目标位置中。在灵敏度调整处理中，使在第一次操作中获得的接收光量为在显示部件100上显示的数值范围内的中间值(在该实施例中为5000)。将从第二次操作起过去三秒时的接收光量设定为阈值。<最大灵敏度调谐>在必须以接收光量的较小变化(例如头部IlA和12A之间的远距离，污物或灰尘附着在头部IlA和12A的很大可能性)接通和切断光电传感器的情况下执行该调谐。尽管用户连续按压调谐按钮SWl至少三秒，用户必须在七秒内按压调谐按钮SW1，以区分最大灵敏度调谐和移动工件调谐。在使用传输型光电传感器I的情况下，在将工件放置在检测区内时操作调谐按钮SW1。在使用反射型光电传感器I的情况下，在工件位于检测区之外时操作调谐按钮SWl。也就是，在传输型和反射型光电传感器I中，在设定光几乎没有入射到光接收部件104的状态之后操作调谐按钮SWl。在灵敏度调整处理中，通过将提供至光投射部件103的驱动电流或光接收部件104的增益设定为最大值来设定最大灵敏度。将所显示的接收光量调整成使得通过在最大灵敏度状态下操作调谐按钮SWl而测得的接收光量在显示部件100上显示为“O”。将阈值设定为与在显示部件100上显示的数值范围的约10%相对应的值(999)。将相对于四种调谐中的每种定义以上述方式从用户的操作模式开始的灵敏度调整和阈值设定所需的规则或处理过程的程序储存在图4中的存储器106中。CPU 105根据调谐按钮SWl操作次数的数量或操作的持续时间指定与操作模式相对应的调谐种类，并运行用于指定调谐的程序。在每种调谐中用户必须执行不同的工作。然而，在该实施例的两点调谐中，优先权可以赋予放置工件的状态或未放置工件的状态，在移动工件调谐中，物体可以从开始工作时移动。因此，用户的负担较轻，几乎不产生操作误差。为了阈值设定的目的，用户操作调谐按钮SWl以发出测量接收光量的指令。另一方面，在光电传感器I中，在基于响应于操作而测得的接收光量来执行灵敏度调整处理之后，基于适用于调整的灵敏度的接收光量来设定阈值。如下文将说明的，在调谐过程中，在指示器101和102上显示所执行的调谐的种类和处理结果。因此，用户可以容易地检查调谐是否选择正确以及检查所选择的调谐的处理结果。图5示出了当流程与指示器101和102上的主显示相关时通过用户的操作的调谐进程的流程。在图5中的显示实例(a)至(f)中，在左指示器101上显示的“St”是为用户而命名的调谐的名称“智能调谐”的缩写。在该调谐期间，“St”的显示基本固定在指示器101上，右指示器102上的显示有各种切换。将参考图5说明调谐的流程。尽管图5中未示出，但CPU 105以基本恒定的时间间隔执行中断，以在操作调谐按钮SWl的同时对接收光量进行采样(同样适用于每种调谐中的子程序(步骤S7、S8、S10和S11))。当最初操作调谐按钮SWl时(步骤SI中的是)，CPU 105在根据该操作对接收光量进行采样的同时执行灵敏度调整处理。在这个阶段，将显示最大值(9999)设定为目标值，调整光投射电流和光接收部件的增益，直至接收光量达到目标值。当调谐按钮SWl的第一次操作时间小于三秒时(步骤S3中的否)，在指示器102上显示字符串“1st”(意为“第一”)，如图5的部分(a)所示。这时，当用户执行调谐按钮SWl的第二次操作时(步骤S4中的是))，指示器102的显示切换成以闪烁方式显示字符串“2nd”(意为“第二”)的状态，如图5的部分(b)所示。闪烁显示持续，直至调谐按钮SWl的操作结束。当调谐按钮SWl的第二次操作时间小于三秒时(步骤S6中的否)，执行两点调谐的子程序(步骤S8)。响应子程序的执行，指示器102的闪烁显示结束，显示字符串“2Pt”(“两点调谐”的缩写)，如图5的部分(c)所示。当调谐按钮SWl的第二次操作时间大于或等于三秒时(步骤S6中的是)，执行定位调谐的子程序(步骤S7)。为了响应于子程序的执行，在指示器102上显示字符串“P0S”(“位置”的缩写)，如图5的部分(d)所示。当调谐按钮SWl的第一次操作大于或等于三秒时(步骤S3中的是)并且当调谐按钮SWl的第一次操作在过去七秒之前结束时(步骤S9中的否)，执行最大灵敏度调谐的子程序(步骤S11)。为了响应于子程序的执行，指示器102切换成显示字符串“Full”，如图5的部分(e)所示。当调谐按钮SWl的第一次操作时间大于或等于七秒时(步骤S3和S9中的是)，执行移动工件调谐的子程序(步骤S10)。为了响应于子程序的执行，指示器102切换成显示字符串“Auto”，如图5的部分(f)所示。如上所述，在该实施例中，调谐的种类根据调谐按钮SWl的操作模式来指定，并且执行所指定的调谐，在指示器102上显示调谐按钮SWl的操作次数的数量和表明所指定的调谐的字符串。因此，用户可以容易地检查工作流程或检查是否转成为用户的预期调谐。
尽管图5中未示出，但当连续按压调谐按钮SWl三秒时，指示灯115从发光状态切换为闪烁状态。因此，当选择定位调谐或最大调谐时，用户可以通过闪烁指示灯115识别用户的手指离开调谐按钮SWl的时间。在该实施例中，在最初操作调谐按钮SWl的时间点，由于不能指定调谐的种类，因此在将显示最大值设定为目标值的同时执行灵敏度调整处理(步骤SI和S2)。然而，显示最大值不表明光电二极管141是饱和的。例如，对于传输型光电传感器1，当在放置工件的同时操作调谐按钮SW1，弱的水平成为显示最大值，因为当相当弱的光入射到光电二极管141时执行灵敏度调整处理。当在调整之后移开工件时，因为强光入射到光电二极管141，接收光量成为大于显示最大值的水平。在两点调谐或移动工件调谐中，当在开始处理之后获得大于显示最大值的接收光量时，考虑到上述现象，再次执行灵敏度调整处理。当重新开始灵敏度调整处理时，将作为用于在重新开始灵敏度调整处理之前设定阈值的参考值的候选者而获得的接收光量修正为适用于重新调整灵敏度的值。分别地，图6示出了两点调谐的详细过程，图7示出了两点调谐的详细过程。在图6和图7中，指示器101和102上的显示模式与流程图中的固有点相关。在图6中的两点调谐中，在步骤SlOl中将响应于调谐按钮SWl的第一次操作而采样的接收光量Pl (第一次接收光量)和响应于调谐按钮SWl的第二次操作而采样的接收光量P2 (第二次接收光量)进行比较。此时，第一次接收光量与目标值9999 一致，因为第一次接收光量是结束图5的步骤S2中的灵敏度调整处理时的接收光量。第二次接收光量也是灵敏度调整处理期间采样的接收光量。当第一次接收光量Pl大于第二次接收光量时(步骤SlOl中的是)，如图6D是部分(g)所示，在左指示器101上显示第一次接收光量Pl，在右指示器102上显示第二次接收光量P2。此时，将第一次接收光量Pl与第二次接收光量P2之间的差异与对应于检测误差的值Hys进行比较(步骤S105)。当二者之间的差异大于值Hys时，流程转到步骤S 106，获得第一次接收光量Pl和第二次接收光量P2的平均值并设定为阈值。在步骤S107中显示处理结果。例如，如图6的部分(i)所示，在左指示器101上显示通过灵敏度调整处理与目标值一致的最大接收光量(9999),在右指示器102上显示设定阈值。在过去预定时间之后或者当用户执行切换操作时，将图6的部分(i)所示的显示切换成图6的部分(j)所示的设定结束显示。当第二次接收光量P2大于第一次接收光量Pl时(步骤SlOl中的否)，在步骤S102中再次执行灵敏度调整处理。在这种情况下，降低光投射部件103的驱动电流或光接收部件104的增益，以使大于显示最大值的当前采样的接收光量成为目标值(显示最大值)。当灵敏度调整处理结束时，通过调整后的接收光量更新第二次接收光量P2 (步骤S103)。通过将第一次接收光量Pl乘以(调整后的乘数/调整前的乘数)来修正第一次接收光量Pl (步骤S104)。如此处所使用的，乘数表示灵敏度参数(诸如光投射部件103的驱动电流和光接收部件104的增益)的变化率的累加值。因此，当经过第二次灵敏度调整处理使驱动电流或增益降低时，通过步骤S104中的修正减少第一次接收光量Pl。当步骤S104中的修正结束时，如图6的部分(h)所示，在指示器101上显示修正后的第一次接收光量P1，在指示器102上显示使用重新调整的灵敏度而获得的第二次接收光量P2 (其成为和目标值一样的9999)。接下来以与上文类似的流程执行步骤S105、S106、以及S107。当第一次接收光量Pl和第二次接收光量P2之间的差异小于或等于值Hys时，计算阈值得，并且显示结果(步骤S106和S107)。然而，在执行步骤S106和S107之前流程转到步骤S108，在预定时间内执行误差显示，如图6的部分(k)所示。在图7中的移动工件调谐中，将用于图5的步骤S2中的灵敏度调整处理的目标值设定为作为初始值的最大接收光量Pmax和最小接收光量Pmin (步骤S201)。在步骤S202中，将新采样的接收光量(下文中被称为“新接收光量”)与最大接收光量Pmax进行比较。当新接收光量小于最大接收光量Pmax时(步骤S202中的否)，将新接收光量与最小接收光量Pmin进行比较。当新接收光量小于最小接收光量Pmin时(步骤S205中的是)，将最小接收光量Pmin更新成新接收光量(步骤S206)。另一方面，当新接收光量大于最大接收光量Pmax时(步骤S202中的是),在步骤S203中执行灵敏度调整处理。在这种情况下，将显示最大值设定为目标值，降低光投射部件103的驱动电流或光接收部件104的增益，以使大于最大接收光量Pmax的新接收光量成为最大接收光量Pmax。在步骤S204中，通过将最小接收光量Pmin乘以(调整后的乘数/调整前的乘数)来修正最小接收光量Pmin。执行步骤S202至S206中的处理，直至调谐按钮SWl的操作结束。结果，操作调谐按钮SWl时，调整灵敏度，以使最大接收光量Pmax成为显示最大值，将最小接收光量Pmin修正成适用于调整灵敏度 的值。此时，如图7的部分(m)所示，在指示器101上显示最大接收光量Pmax,在指示器102上显示最小接收光量Pmin。无论是否检查到最大接收光量Pmax和最小接收光量Pmin之间的差异大于值Hys(步骤S208)，获得最大接收光量Pmax和最小接收光量Pmin的平均值并设定为阈值(步骤S209)，并且显示结果(步骤S210)。在结果的显示中，类似于图6中的两点调谐，在左指示器101上显示使用修正后的灵敏度更新的最大接收光量，在右指示器102上显示阈值(图7中的部分(η))。然后显示转成为结束显示(图7中的部分(ρ))。当最大接收光量Pmax和最小接收光量Pmin之间的差异小于或等于值Hys时,在步骤S211中执行误差显示预定时间(如图7的部分(q)所示)之后，执行步骤S209和S210。在图7中的处理中，在对接收光量进行采样的同时，将灵敏度调整成最佳状态，将最终获得的最大接收光量Pmax和最小接收光量Pmin用作基准接收光量，以设定阈值。然而，并非总是必须执行图7中的处理。例如，在开始调谐按钮SWl的操作之后立即仅执行一次灵敏度调整处理，指定最大接收光量Pmax和最小接收光量Pmin，在调谐按钮SWl的操作之后调整灵敏度，以使最大接收光量Pmax成为显示最大值，可以响应于调整修正最小接收光量Pmin。将在没有流程图的情况下简要说明定位调谐(图5中的步骤S7)和最大灵敏度调谐(图5中的步骤S11)。在定位调谐和最大灵敏度调谐中，必须使用不同于图5的步骤S2中的目标值来执行灵敏度调整处理。因此，当调谐的种类固定时，再次执行在灵敏度调整处理之后设定阈值。在定位调谐中，在从第二次按钮操作起过去三秒的时间点，重新调整灵敏度(设定为约为预调整的灵敏度的一半)，以使响应于第一次按钮操作设定为显示最大值的接收光量成为目标值(5000，其是显示范围的中间值)。将在灵敏度调整处理后采样的接收光量设定为阈值。如表I所示，在定位调谐中，在第一次按钮操作期间未放置工件，但是在第二次按钮操作期间放置工件。因此，对于传输型光电传感器I而言，将小于灵敏度调整处理的目标值的接收光量设定为阈值。对于反射型光电传感器I而言，将大于灵敏度调整处理的目标值的接收光量设定为阈值。在最大灵敏度调谐中，当在七秒内连续按压调谐按钮SWl时，使光投射部件103的驱动电流和光接收部件104的增益最大化，以设定最大灵敏度。调整所显示的接收光量，以使在连续按压调谐按钮SWl时采样的接收光量的最大值在显示部件100上显示为零接收光量。将对应于显示范围10%的值设定为阈值。所显示的设定为零的接收光量不限于最大值，而是可以将在连续按压调谐按钮SWl时采样的接收光量平均值或最终采样值用作所显示的设定为零的接收光量。在每种调谐中，在根据为每种调谐而准备的程序来调整灵敏度以使所采样的接收光量成为适用于预期目的的值之后，设定阈值。因此，即使用户没有特别意识到调整灵敏度的必要性，也可以将阈值安全地设定为稳定地执行适用于光电传感器I的预期目的的检测处理的状态。在图5中的步骤S2、图6中的步骤S102、以及图7中的步骤S203的灵敏度调整处理中执行共同线程(common thread)。在这些调谐中，通过确定灵敏度调整处理的定时来设定用于灵敏度调整处理的目标值，通过调用共同线程执行灵敏度调整处理。在该实施例，将目标值设定为显示最大值。然而，目标值是缺省值，并且在设定模式中目标值可以适当地改变。图8示出了当用于由调谐按钮SWl的初始操作执行的灵敏度调整处理(图5中的步骤S2)以及两点调谐和移动工件调谐的灵敏度调整处理中的目标值响应于用户的操作而改变时在指示器101和102上显示的实例。图8A示出了在设定模式中通过图2和图3所示的按钮开关SW4的操作而调用的初始显示。在图8A中，在指示器101上显示表示设定内容的符号“P-Lu”，在指示器102上显示缺省目标值(为9999的显示最大值)。当用户操作在图8A中的显示状态下添加符号的开关SW3时，指示器102的数值减小，如图SB所示。当用户操作添加符号“ + ”的开关SW2时，指示器102的数值增大，如图8C所示。数值100至9999可以逐一在指示器102上显示。当在通过操作开关SW2和SW3改变指示器102的数值之后操作开关SW4时，指示器101和102的显示成为另一设定项，并且使用在指示器102上显示的最后数值更新灵敏度调整处理的目标值。当通过操作开关SW4使设定菜单走一圈时，设定模式回到测量模式。在该实施例中，在通过调谐按钮SWl的操作次数的数量或操作时间确定调谐的种类之后，执行对应于所确定的调谐的种类的调谐。可替代地，不限于此，可以在未选定调谐的种类的阶段开始调谐，或者可以同时执行多种调谐。例如，在三秒内结束调谐按钮SWl的初始操作的情况下，响应于调谐按钮SWl的第二次操作立即开始两点调谐，当在三秒内结束第二次操作时，可以确定两点调谐处理的结果。另一方面，当第二次操作至少持续三秒时，删除两点调谐处理的结果以执行定位调谐。
在响应于调谐按钮SWl的初始操作而执行的灵敏度调整处理(步骤S2)之后立即开始用于移动工件调谐的接收光量的采样，在不重新调整灵敏度的情况下仅执行指定最大接收光量Pmax和最小接收光量Pmin的处理。在当调谐按钮SWl的操作结束时最终的最大接收光量Pmax大于显示最大值的情况下，根据超过程度来调整灵敏度，并且还将最小接收光量Pmin修正为成为适用于调整后的灵敏度的值。根据上述处理，当至少在七秒内连续按压调谐SWl以执行移动物体调谐时，可以基于执行操作的整个过程中的接收光量执行灵敏度的调整和阈值的设定。然而，当在七秒内结束调谐按钮SWl的操作时，中止定位调谐，以执行最大灵敏度调谐。在上述处理中，将灵敏度设定为最大值，将在定位调谐中采样的接收光量的最大值修正为定位调谐的灵敏度乘以最大灵敏度的乘数的值。此外，将所显示的接收光量修正为使得修正后的接收光量显示为零接收光量。如上所述，根据该实施例的调谐，即使用户没有特别意识到调整灵敏度的必要性，自动调整灵敏度，通过调整的灵敏度设定适用于光电传感器I的预期目的的阈值。然而，即使适当调整灵敏度和阈值，但有时接收光量由于前端头部IlA和12A的污垢或位移或者LED131或光电二极管141的时间变化而逐渐减少。当接收光量的减少程度增大时，允许阈值降低以缩小信噪比。在检测处理期间，通常在指示器101和102上显示用于检测的接收光量或阈值。然而，当从开始起就显示减少的接收光量时，可能用户会误认为产生了某种异常。鉴于上述问题，将自动调整处理的功能结合在该实施例的光电传感器I内。在自动调整过程中，即使实际接收光量改变，在显示部件100上显示的接收光量保持接近通过调谐而调整的值，根据接收光量的减少更新用于检测处理的阈值。参考图9,相对于大于阈值的接收光量在一个曲线图中对由从光接收部件104输出的接收光量数据表示的实际接收光量(内部接收光量)和所显示的接收光量(显示接收光量)之间的关系和用于检测处理的阈值(内部阈值)和所显示的阈值(显示阈值)之间的关系进行概述。如图9中的曲线图所示，最初内部接收光量和显示接收光量与目标值一致，内部阈值和显示阈值与调谐中设定的值一致。然后内部接收光量沿着时间轴适度减少。然而，在该实施例中，以预定时间间隔检查内部接收光量的衰减程度，显示接收光量保持接近内部接收光量乘以对应于衰减程度的乘数的目标值。显示阈值保持为调谐过程中设定的值，以对应于每次调整时内部接收光量的衰减程度的比例降低内部阈值。根据上述处理，当保持紧接着调谐后的显示时，根据实际获得的接收光量或水平修正阈值，以执行检测处理，从而可保持信噪比。另一方面，所显示的接收光量处于稳定状态中，从而用户可以基于给定标准检查检测操作。期望，使用目标值的内部接收光量来确定内部接收光量的降低程度。因此，在该实施例中，使用大于或等于比调谐过程中设定的阈值大的值Pok的内部接收光量来调整显示接收光量和内部阈值。下文中值Pok被称为“可调整范围的下限”。在该实施例中，由于具备大量专业知识的用户想要正确识别接收光量，因此可以在设定操作的菜单中选择是否启用自动调整功能。图10示出了选择操作过程中显示部件的显示实例。在图10中，在左指示器101上显示表示自动调整功能的字符串“dPc”(动态功率控制的缩写)，当启用自动调整功能时，在右指示器102上显示字符串“on”，当停用自动调整功能时，在右指示器102上显示字符串“oFF”。用户使用开关SW2和SW3选择显示字符串“on”和显示字符串“oFF”中的一种，并操作开关SW4以确定选择。当启用自动调整功能时，在检测处理过程中点亮指示灯114。图11示出了自动调整处理的详细过程。当通过选择操作启用自动调整功能时，并且当已经执行四种调谐中的一种时，开始自动调整处理。在步骤S301中获得对应于所执行的调谐的信息，诸如目标值、可调整范围的下限Pok、以及接收光量的采样时间。在捆绑有用于各种调谐的程序的同时，将信息储存在存储器106内。可替代地，储存定义信息，以从调谐结果中得到除目标值以外的参数，可以在使用定义信息的调谐之后获得参数。在步骤S302中，作为初始值，将乘数D设定为1.0。在步骤S303中，作为初始值，将计数NUM设定为零，以计算采样次数的数量。随后，对内部接收光量(从光接收部件104输入的接收光量)进行采样(步骤S304)。当采样值大于或等于可调整范围的下限Pok时(步骤S305中的是)，使计数NUM增加，并且存储采样值(步骤S306)。当采样值小于下限Pok时，跳过步骤S306。当计数NUM达到预定的定义值时(步骤S307中的是)，流程转到步骤S308以计算储存的NUM采样值的平均值。在步骤S309中，用平均值除以目标值，并且使用相除结果更新乘数D (步骤S309)。接下来，流程回到步骤S303，重新设定计数NUM，以重复相同的处理。然而，在步骤S310中，在流程回到步骤S303之前检查更新后的乘数D是否大于预定的允许值。当更新后的乘数D大于允许值时(步骤S310中的是)，在预定时间内执行误差显示(步骤S311)。在与上述处理和检测处理(未示出)的相同时间，CPU 105通过将在步骤S304中采样的内部接收光量乘以乘数D来获得显示接收光量，CPU105将显示接收光量和显示阈值一起显示在显示部件100上。CPU 105通过将显示阈值与乘数D的倒数1/D相乘来获得内部阈值，并且CPU 105将内部阈值与内部接收光量进行比较，以确定在检测处理期间物体是否存在。在该实施例中，包括调谐按钮SWl的操作部件110设定在光电传感器I的主体10内。可替代地，操作部件不限于此，独立于光电传感器I的控制台可用作操作部件。外部设备(诸如个人计算机和作为外部控制装置的PLC)可以连接至光电传感器1，在外部设备侧上执行的信号的操作可以传输至光电传感器I。表I
权利要求
1.一种光电传感器(I)，包括 光投射部件(103 )，所述光投射部件投射用于检测的光； 光接收部件(104)，所述光接收部件根据光投射操作执行光接收处理； 检测器，所述检测器通过将接收光量与预先储存的阈值进行比较来执行物体检测处理； 操作部件(110)，所述操作部件用在设定操作中； 操作接收器，所述操作接收器接收对应于多种设定处理中的一种的操作，该设定处理根据每个预期目的通过根据所述光电传感器的每个预期目的改变所述操作的内容而准备，执行所述操作以发出测量所述接收光量的指令，用于设定所述阈值； 基准接收光量确定部件，所述基准接收光量确定部件根据取决于由所述操作接收器接收的所述操作的内容的确定标准、基于响应于所执行的操作而测得的所述接收光量来确定基准接收光量，所述基准接收光量成为用于设定所述阈值的基准；以及 灵敏度调整器，所述灵敏度调整器执行灵敏度调整处理，以将由所述基准接收光量确定部件确定的所述基准接收光量设定为适用于所述阈值的设定的值。
2.根据权利要求1所述的光电传感器(1)，还包括接收光量确定部件，所述接收光量确定部件根据改变由所述操作接收器接收的所述操作的内容的所述确定标准、基于调整成适用于目标值的所述基准接收光量来确定设定为所述阈值的所述接收光量。
3.根据权利要求2所述的光电传感器(1)，还包括 存储部件(106)，所述存储部件中储存有所述目标值；以及 目标值设定部件，所述目标值设定部件根据为了设定在所述灵敏度调整处理中使用的所述目标值而在所述操作部件(110 )中执行的操作将通过所述操作设定的所述目标值储存在所述存储部件中。
4.一种光电传感器(I),包括 光投射部件(103 )，所述光投射部件投射用于检测的光； 光接收部件(104)，所述光接收部件根据光投射操作执行光接收处理； 检测器，所述检测器通过将通过所述光接收处理获得的接收光量与预先储存的阈值进行比较来执行物体检测处理； 操作部件(110)，所述操作部件用在设定操作中； 存储部件(106)，所述存储部件中储存有灵敏度调整规则和接收光量决定规则，所述灵敏度调整规则相对于多种设定处理定义使用响应于所述操作而测得的所述接收光量来调整灵敏度的处理，所述设定处理根据每个预期目的通过根据所述光电传感器的每个预期目的改变所述操作的内容而准备，执行所述操作以发出测量用于设定所述阈值的所述接收光量的指令，所述接收光量决定规则定义基于调整的灵敏度的所述接收光量来确定用于设定所述阈值的基准接收光量的处理； 灵敏度调整器，当所述操作部件接收发出测量所述接收光量的指令的操作时，所述灵敏度调整器在响应于所述操作获得所述接收光量的同时根据对应于所接收的操作的内容的所述灵敏度调整规则来调整所述灵敏度；以及 基准接收光量决定部件，所述基准接收光量决定部件基于多种设定处理中的一种根据对应于所确定的设定处理的接收光量决定规则通过所接收的操作而确定的事实、基于所述接收光量来决定用于设定所述阈值的所述基准接收光量，所述接收光量响应于所接收的操作而测得并适用于通过所述灵敏度调整器调整的灵敏度。
5.根据权利要求4所述的光电传感器(I)，其中，灵敏度调整规则储存在所述存储部件中，所述灵敏度调整规则定义所述灵敏度相对于所述设定处理中的至少一种而被调整，以使响应于所述操作而测得的所述接收光量适用于预定的目标值，并且当在所述调整之后测得的所述接收光量大于所述目标值时，所述灵敏度调整处理重新开始，以使大于所述目标值的所述接收光量适用于所述目标值。
6.根据权利要求4所述的光电传感器(I)，其中，灵敏度调整规则和接收光量决定规则储存在所述存储部件(106)中，所述灵敏度调整规则定义相对于设定处理将所述灵敏度调整成使得响应于第一次操作而测得的所述接收光量适用于预定的目标值，所述设定处理具有这样的操作内容，其中执行两次发出测量所述接收光量的指令的操作，并且当响应于第二次操作而测得的接收光量大于在所述灵敏度调整处理中使用的所述目标值时，所述灵敏度调整处理重新开始，以使大于所述目标值的所述接收光量适用于所述目标值，并且与响应于所述第一次操作而执行的灵敏度调整处理中的所述目标值一致的所述接收光量根据所述灵敏度调整处理的重新开始被修正成适用于重新调整的灵敏度的值，所述接收光量决定规则定义将响应于所述第一次操作和所述第二次操作而测得的并适用于最终灵敏度的这对接收光量设定为用于设定所述阈值的所述基准接收光量。
7.根据权利要求4所述的光电传感器(I)，其中，灵敏度调整规则和接收光量决定规则储存在所述存储部件(106)中，所述灵敏度调整规则定义在相对于设定处理在所述操作期间测量所述接收光量的同时提取所测得的接收光量的最大值和最小值，所述设定处理具有这样的操作内容，其中发出测量所述接收光量的指令的操作持续预定时间，并且所述灵敏度调整处理在每次所述最大值通过所述设定处理更新时被执行，同时所述接收光量的所述最小值在此时被修正为适用于调整的灵敏度的值，所述接收光量决定规则定义将所述接收光量的所述最大值和所述最小值设定为在结束所述操作时用于设定所述阈值的所述基准接收光量。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的光电传感器(I)，还包括目标值设定部件，所述目标值设定部件根据为了设定在所述灵敏度调整处理中使用的所述目标值而在所述操作部件中执行的操作将通过所述操作设定的所述目标值储存在所述存储部件中。
9.根据权利要求1或4所述的光电传感器(I)，还包括显示部件(100)，所述显示部件显示基于所述基准接收光量确定的阈值以及由所述灵敏度调整器调整的灵敏度的接收光量。
10.根据权利要求1或4所述的光电传感器(I)，还包括 显示部件(100)，所述显示部件显示所述接收光量；以及 调整器，在所述检测器执行所述检测处理的同时，所述调整器获得适用于通过所述灵敏度调整处理执行的调整的接收光量相对于在预定的定时内用于检测处理的接收光量的变化程度、根据所述变化程度改变所储存的阈值、并将在所述显示部件(100)上显示的接收光量改成为实际接收光量根据所述变化程度而修正的值。
全文摘要
一种光电传感器，具有光投射部件、光接收部件、以及检测器。检测器通过将通过光接收处理获得的接收光量与预先储存的阈值进行比较来执行物体检测处理。光电传感器还具有操作部件、操作接收器、基准接收光量确定部件、以及灵敏度调整器。
文档编号G01J1/10GK103048001SQ20121039039
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月15日 优先权日2011年10月14日
发明者饭田雄介, 权藤清彦, 岩本淳, 岸场秀行, 高阪幸司 申请人:欧姆龙株式会社