(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ入力に基づいて計測するとともに、トリガ入力に基づいて、前記計測を開始および終了する計測装置であって、
前記センサ入力および前記トリガ入力の各入力データが時系列に記憶される記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記各入力データを読み出して、時間軸を一致させて波形表示するとともに、トリガ入力を基準に計測開始のタイミングを設定するための表示を行なう表示手段とを備えることを特徴とする計測装置。
【請求項２】
前記各入力データは、選択されたサンプリング間隔で前記記憶手段に時系列に記憶されるものであり、
前記トリガ入力は、搬送される計測対象物を検出するタイミングセンサから与えられるものであり、
前記トリガ入力を基準として設定される前記計測開始のタイミングおよび設定入力される前記計測対象物の搬送速度に基いて、前記タイミングセンサの設置位置の調整距離を演算して前記表示手段に表示出力する請求項１記載の計測装置。
【請求項３】
センサ入力に基づいて計測するとともに、トリガ入力に基づいて、前記計測を開始および終了する計測装置と、該計測装置に接続されるコンピュータとを備える計測システムであって、
前記計測装置は、前記センサ入力および前記トリガ入力の各入力データが、時系列に記憶される記憶手段を備え、
前記コンピュータには、前記計測装置の前記記憶手段から読み出された前記各入力データが与えられ、該コンピュータは、その表示部に、前記各入力データを、時間軸を一致させて波形表示するとともに、トリガ入力を基準に計測開始のタイミングを設定するための表示を行うことを特徴とする計測システム。
【請求項４】
前記計測装置の前記記憶手段には、前記各入力データが、選択されたサンプリング間隔で時系列に記憶され、該計測装置には、搬送される計測対象物を検出するタイミングセンサから前記トリガ入力が与えられ、
前記コンピュータは、前記トリガ入力を基準として設定される前記計測開始のタイミングおよび設定入力される前記計測対象物の搬送速度に基いて、前記タイミングセンサの設置位置の調整距離を演算して前記表示部に表示出力する請求項３記載の計測システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、計測装置および該計測装置を備える計測システムに関し、さらに詳しくは、例えば、タイミングセンサからのトリガ入力に同期してリニアセンサからのセンサ入力に基づいてワークなどの計測対象物の寸法などを計測するのに好適な計測装置および計測システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の計測装置１０では、図９の概略構成図に示されるように、所定の計測位置に搬送された計測対象物であるワーク１１をタイミングセンサ１２で検出してこのタイミングセンサ１２からのトリガ入力に同期してリニアセンサ１３からのセンサ入力に基づいてワーク１１の高さなどを計測して予め設定されている比較値（公差）と比較してワーク１１の良否を判定する、すなわち、ワーク１１の検査を行うような場合がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の計測装置は、トリガ入力がＯＮしている期間を計測期間として計測を行うものであり、例えば、搬送されるワーク１１の一部分の高さなどを計測するような場合には、計測のタイミングの設定が容易でなく、タイミングセンサ１２の設置位置を実際にずらして所望のタイミングとなるように調整しなければならず、調整作業が面倒であるという難点がある。
【０００４】
特に、外乱ノイズなどの影響をなくために、計測装置でリニアセンサ１３からのセンサ入力に対してフィルタ処理を施す場合には、このフィルタ処理によって入力信号の位相の遅れや減衰が生じるために、タイミングの調整が一層困難となる。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みて為されたものであって、計測のタイミングを設定するための調整作業などを効率的かつ容易に行えるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上述の目的を達成するために、次のように構成している。
【０００７】
すなわち、本発明の計測装置は、センサ入力に基づいて計測するとともに、トリガ入力に基づいて、前記計測を開始および終了する計測装置であって、前記センサ入力および前記トリガ入力の各入力データが時系列に記憶される記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記各入力データを読み出して、時間軸を一致させて波形表示するとともに、トリガ入力を基準に計測開始のタイミングを設定するための表示を行なう表示手段とを備えるものである。
【０００８】
ここで、センサとは、長さ、幅、高さなどの二点間の距離、あるいは、温度、加速度、重さなどの種々の情報やエネルギーを検出するものであり、計測とは、このセンサの出力に基づいて、長さ、幅、高さなどの二点間の距離、あるいは、温度、加速度、重さなどの種々の情報やエネルギーを計測するものである。
【０００９】
トリガ入力とは、計測の開始および終了の元になるタイミングセンサなどからに入力をいい、トリガ入力に基づいて計測を開始および終了するとは、トリガ入力に同期して開始および終了を行う場合の他、トリガ入力を基準にしてその一定期間前あるいは後に計測を開始したりあるいは終了したりする場合を含むものである。
【００１０】
各入力データが時系列に記憶されるとは、入力されるデータが時間の経過に従って自動的に記憶される、いわゆるロギングされることをいう。
【００１１】
本発明によると、センサ入力およびトリガ入力の各入力データが時系列に記憶され、記憶されたこれらの入力データを、時間軸を一致させて波形表示を行うので、その表示に基づいて、センサ入力とトリガ入力とのタイミングを把握することができ、所望の計測タイミングを設定することができる。
【００１２】
好ましい実施態様においては、前記各入力データは、選択されたサンプリング間隔で前記記憶手段に時系列に記憶されるものであり、前記トリガ入力は、搬送される計測対象物を検出するタイミングセンサから与えられるものであり、前記トリガ入力を基準として設定される前記計測開始のタイミングおよび設定入力される前記計測対象物の搬送速度に基いて、前記タイミングセンサの設置位置の調整距離を演算して前記表示手段に表示出力するものである。
【００１３】
この実施態様によると、所望の計測開始タイミングを設定することにより、その所望の計測開始タイミングに対応するタイミングセンサの設置位置を把握して容易にその位置を調整できる。
【００１４】
また、前記各入力データが、選択されたサンプリング間隔で記憶されるので、サンプリング間隔を適宜選択することによって、記憶される入力データのデータ量を選択できることになり、記憶容量に制限のある記憶媒体を有効に利用できる。
【００１５】
本発明の計測装置は、計測した計測値に基づいて、予め設定した比較値（公差）と比較して良否を判定して計測対象物の検査を行う検査装置などに好適に実施できるものである。
【００１６】
また、本発明の計測システムは、センサ入力に基づいて計測するとともに、トリガ入力に基づいて、前記計測を開始および終了する計測装置と、該計測装置に接続されるコンピュータとを備える計測システムであって、前記計測装置は、前記センサ入力および前記トリガ入力の各入力データが、時系列に記憶される記憶手段を備え、前記コンピュータには、前記計測装置の前記記憶手段から読み出された前記各入力データが与えられ、該コンピュータは、その表示部に、前記各入力データを、時間軸を一致させて波形表示するとともに、トリガ入力を基準に計測開始のタイミングを設定するための表示を行うものである。
【００１７】
好ましい実施態様においては、前記計測装置の前記記憶手段には、前記各入力データが、選択されたサンプリング間隔で時系列に記憶され、該計測装置には、搬送される計測対象物を検出するタイミングセンサから前記トリガ入力が与えられ、前記コンピュータは、前記トリガ入力を基準として設定される前記計測開始のタイミングおよび設定入力される前記計測対象物の搬送速度に基いて、前記タイミングセンサの設置位置の調整距離を演算して前記表示部に表示出力するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一つの実施の形態に係る計測装置の正面図であり、図２は、その内部のブロック図である。
【００２０】
この実施の形態の計測装置１は、正面に液晶表示部２を備えており、この液晶表示部２は、計測モードにおいては、良否判定の結果を表示する判定出力表示部２ａ、現在値などを表示する現在値表示部２ｂ、設定されている公差（比較値）を表示する公差表示部２ｃ、液晶表示部２の下方の複数のファンクションキー３に割り当てられている機能名を表示するキー機能名表示部２ｄなどを構成し、また、セットモードにおいては、設定メニューや設定パラメータなどを表示するメニュー表示部を構成する。なお、４はキー機能名表示部２ｄの表示内容の切り替えなどを行うシフトキーである。この計測装置１の背面には、センサやパーソナルコンピユータを接続したり、あるいは、判定出力などのための図示しない端子部が設けられている。
【００２１】
この実施の形態の計測装置１は、図２に示されるようにリニアセンサからのセンサ入力が与えられる入力回路５と、この入力回路５の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路６と、タイミングセンサからのトリガ入力などが与えられる制御入力回路１７と、この制御入力回路１７の出力をフォトカプラを介して取り込んで波形整形する波形整形回路７と、上述の判定出力を出力する出力回路８と、上述のキー３，４および液晶表示部２と、図示しないパーソナルコンピユータとの間で通信するための通信回路１８と、計測および後述の処理を行うとともに、各部を制御するマイコン９と、センサ入力およびトリガ入力の各入力データが時系列に記憶される記憶手段としてのメモリ１９とを備えている。
【００２２】
図３は、この実施の形態の計測装置１を用いた本発明に係る計測システムの概略構成を示す図であり、図９の従来例に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００２３】
この計測システムは、コンベア１０上を矢符方向に搬送される計測対象物としてのワーク１１の高さを計測して良否を判定するものであり、本発明に係る計測装置１と、近接センサなどのタイミングセンサ１２と、距離（長さ）を検出するレーザや超音波などを利用したリニアセンサ（変位センサ）１３とを備えている。
【００２４】
この実施の形態の計測装置１は、タイミングセンサ１２からのトリガ入力が与えられている期間に亘ってリニアセンサ１３からのセンサ入力に基づいてワーク１１の高さを計測するものである。
【００２５】
ここで、例えば、ワーク１１の一部分の高さの計測を行いたいような場合には、タイミングセンサ１２からトリガ入力が与えられている期間に、リニアセンサ１３がワーク１１の前記一部分を検出するようにタイミング調整する必要があり、従来では、上述のように、タイミングセンサ１２の設置位置をずらして調整することによって行われていた。
【００２６】
この実施の形態では、タイミングセンサ１２の設置位置をずらして調整する場合に、効率的にかつ簡単にタイミング調整を行えるように次のように構成している。
【００２７】
すなわち、この実施の形態の計測装置１は、ＲＳ２３２Ｃのケーブル等を介して図示しないパーソナルコンピユータに接続され、このパーソナルコンピユータからセンサ入力およびトリガ入力の各入力データを収集するための収集開始指令を計測装置１に与える。
【００２８】
この収集開始指令に応答して、計測装置１は、計測を開始し、リニアセンサ１３からのセンサ入力およびタイミングセンサ１２からのトリガ入力を取り込んでメモリ１９に時系列に記憶する、いわゆる、ロギングを行う。
【００２９】
このロギングされる入力データは、センサ入力およびトリガ入力について、最大５００データまで収集記憶できるものである。
【００３０】
このロギングされる入力データの一例を、下記の表１に示す。
【００３１】
【表１】
0003702712.tif 000002
【００３２】
ロギングの開始位置は、トリガ入力（ＯＮのタイミング）を基準に設定することができ、例えば、設定値を３００に設定すると、トリガ入力の前２００（＝５００−３００）データがロギングされ、トリガ入力の後３００データがロギングされる。
【００３３】
このようにトリガ入力の前のデータをロギングするために、収集開始指令が与えられると、トリガ入力前の設定分、例えば２００データ分のセンサ入力およびトリガ入力を常に更新して記憶しておき、実際にトリガ入力があった時点でその２００データを有効なデータとして確定記憶するものである。
【００３４】
このロギングされる入力データの間隔は、計測装置１のサンプリング周期と同じであるが、メモリ１９の記憶容量に制限があること、および、最初の計測におけるタイミングセンサ１２の仮設置の位置がずれている場合を考慮して、例えば、下記の表２に示されるように、サンプリング周期のｎ倍の周期でサンプリングすることもできる。すなわち、パーソナルコンピユータからの設定によってサンプリング周期を選択できるものである。
【００３５】
【表２】
0003702712.tif 000003
【００３６】
このようにして、一回計測を行ってセンサ入力およびトリガ入力をロギングした後、パーソナルコンピユータから計測装置１に記憶された入力データ、すなわち、ロギングデータを読み出し、例えば、図４に示されるように、パーソナルコンピユータの画面に、横軸を時間軸として一致させたセンサ入力およびトリガ入力の各波形Ａ，Ｂを表示する。
【００３７】
計測装置１は、従来の計測装置と同様に、外乱ノイズなどを低減するために、センサ入力に対して、設定したフィルタ処理、例えば、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタあるいは平均化などのフィルタ処理を、ソフト的に行えるものであり、この実施の形態では、これらのフィルタ処理を、パーソナルコンピユータで選択設定することにより、ロギングしたセンサ入力データに対してフィルタ処理した場合のシュミレーションが可能であり、例えば、図５に示されるように、元のセンサ入力波形Ａと同時にフィルタ処理後のセンサ入力波形Ｃを表示させることができる。
【００３８】
これによって、フィルタ処理によるノイズ低減効果、位相遅れ、減衰などの確認を行うことができ、各種のフィルタ処理のシュミレーション波形を表示することにより、実際の計測において、最も適切なフィルタを計測装置１で選択設定できることになる。
【００３９】
なお、フィルタ処理は、トリガ入力に対して行って波形表示できるようにしてもよく、あるいは、フィルタ処理によるシュミレーション波形の表示は省略してもよい。
【００４０】
この実施の形態では、図５の表示に基づいて、計測のタイミングの調整を行うものであり、例えば、センサ入力の極小値の計測を行いたいような場合には、フィルタ処理後のセンサ入力波形Ｃの谷の部分Ｃ１，Ｃ２が、トリガ入力Ｂの期間内になるように調整する必要がある。
【００４１】
そこで、パーソナルコンピユータで、例えば、図６に示されるように、複数本のカーソルを表示し、このカーソルの操作によってトリガ入力ＢのＯＮタイミングｔ１を基準に、所望の計測期間Ｔとなるように計測の開始のタイミングｔ２を設定する。これによって、パーソナルコンピユータは、予め設定されているサンプリング間隔などからトリガ入力ＢのＯＮタイミングｔ１と計測開始タイミングｔ２との時間的なずれを演算する。また、計測対象物の移動速度、例えばワーク１１を搬送するベルトコンベア１０の速度などのパラメータを設定入力することにより、時間的なずれを解消するために、タイミングセンサ１２を、前後どちらの方向にどれだけの距離ずらせばよいかを演算し、その結果を、例えば、搬送方向の上流側へ３０ｍｍといったように表示出力できるようになっている。
【００４２】
したがって、ユーザは、この表示出力に基づいて、タイミングセンサ１２の設置位置を調整することにより、容易に所望の計測タイミングを設定できることになり、従来のように試行錯誤的にタイミングセンサ１２の設置位置をずらして調整する場合に比べて、効率的、かつ簡単に調整作業を行えることになる。
【００４３】
なお、ロギングを行うための最初の計測では、タイミング調整がなされていないので、タイミングセンサ１２の仮設置の位置が、所望の設置位置から大幅にずれている場合があり、かかる場合には、センサ入力およびトリガ入力も広範囲でロギングする必要があるが、メモリ１９の容量に限りがあるので、上述のように、サンプリングの間隔を粗くして広範囲でロギングし、そのロギングデータに基づいて上述の波形表示を行い、この波形表示からタイミングセンサ１２の設置位置を調整した後、再度、サンプリング間隔を細かくしてロギングを行って波形表示を行えばよい。
【００４４】
また、図７に示されるように、フィルタ処理によるセンサ入力Ｃの位相遅れ時間Ｔ１や減衰量Ｄを数値として把握できるようにしてもよい。
【００４５】
さらに、この実施の形態では、ワーク１１などの計測対象物が搬送されるベルトコンベア１０などの搬送装置の保守時期を、自己診断できる機能を有している。  例えば、搬送装置の部品の摩耗や潤滑油不足などによって搬送速度が低下すると、固定位置のタイミングセンサ１２からのトリガ入力を基準として固定位置のリニアセンサ１３のセンサ入力に基づいて計測される計測のタイミングにずれが生じることになり、このため、計測値が、正常な計測値の範囲から外れることになる。
【００４６】
そこで、この実施の形態では、パーソナルコンピユータにおいて、図８に示されるように、トリガ入力Ｂを基準としてフィルタ処理されたセンサ入力Ｃに対して、保守時期判定ための判定ポイントＰ１〜Ｐ４を、例えばトリガ入力から何ｍｓｅｃの時点といったように複数設定し、さらに、各判定ポイントにおいて、正常な計測値とされる計測値の許容範囲Ｒ１〜Ｒ４をそれぞれ設定する。
【００４７】
これらの設定は、上述のようにタイミング調整がされた後の実際の計測データおよびその良否の判定結果などのデータを収集し、それら収集したデータの解析結果に基づいて行われる。
【００４８】
このようにして保守時期判定の条件が設定された後、さらに、実際の計測を行い、その計測データをパーソナルコンピユータに転送し、パーソナルコンピユータでは、上述の図８に示される判定ポイントＰ１〜Ｐ４における計測値が、正常な計測値の許容範囲Ｒ１〜Ｒ４内にあるか否かを判断し、正常な計測値の許容範囲Ｒ１〜Ｒ４から外れている判定ポイントＰ１がある場合には、パーソナルコンピユータは、搬送装置が正常に動作しておらず、保守すべき時期であるとの警告出力を行うものである。
【００４９】
上述の実施の形態では、計測装置１でロギングしたデータをパーソナルコンピユータに通信で転送してパーソナルコンピユータ側で、ロギングデータやフィルタ処理したデータを表示したけれども、本発明の他の実施の形態として、パーソナルコンピユータにロギングデータを転送することなく、計測装置１の液晶表示部２にロギングしたデータやフィルタ処理したデータを、上述の図５および図６のように表示し、タイミングのずれを計測装置１側で把握できるようにしてもよい。
【００５０】
上述の実施の形態では、タイミングセンサ１２の設置位置を調整して計測のタイミングを調整したけれども、本発明の他の実施の形態として、計測装置１に、トリガ入力を基準として設定された時間前あるいは後のタイミングで計測を開始あるいは終了する機能を設けてもよい。すなわち、トリガ入力を基準として、計測の開始および終了のタイミングを、前または後に何ｍｓｅｃずらすかをキー操作によって数値で設定できるように構成し、この設定がなされた後の実際の計測モードでは、トリガ入力を基準として設定されたタイミングで計測を開始および終了するのである。この場合には、計測装置自体でトリガ入力に基づいて計測の開始および終了のタイミングを調整するので、タイミングセンサ１２の設置位置をずらして調整するといった必要がない。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、センサ入力およびトリガ入力の各入力データが時系列に記憶されるので、記憶されたこれらの入力データを波形表示することにより、センサ入力とトリガ入力とのタイミングを知ることができ、所望の計測タイミングにするには、トリガ入力、したがって、タイミングセンサの設置位置をどのように調整すればよいかを把握できることになり、試行錯誤的にタイミング調整を行っていた従来例に比べて効率的、かつ簡単にタイミング調整が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一つの実施の形態に係る計測装置の正面図である。
【図２】  図１の計測装置のブロック図である。
【図３】  本発明の計測装置を備える計測システムの概略構成図である。
【図４】  ロギングした入力データの表示例を示す図である。
【図５】  フィルタ処理したセンサ入力の表示例を示す図である。
【図６】  タイミング調整のための表示例を示す図である。
【図７】  フィルタ処理による位相遅れおよび減衰を示す図である。
【図８】  保守時期判定のための表示例を示す図である。
【図９】  従来例の計測システムの概略構成図である。
【符号の説明】
１                  計測装置
２                  液晶表示部
９                  マイコン
１１                ワーク
１２                タイミングセンサ
１３                リニアセンサ
１８                通信回路
１９                メモリ
【図１】
0003702712.tif 000004
【図２】
0003702712.tif 000005
【図３】
0003702712.tif 000006
【図４】
0003702712.tif 000007
【図５】
0003702712.tif 000008
【図６】
0003702712.tif 000009
【図７】
0003702712.tif 000010
【図８】
0003702712.tif 000011
【図９】
0003702712.tif 000012