(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の物理状態に応じた検知信号を出力する検知部と、
ティーチング開始信号が入力されたときに前記検知部より得られる検知信号のレベルを含む所定範囲を初期範囲とする初期値取得部と、
検知信号が前記初期範囲から変化した後、再び初期範囲内の検知信号が得られ、初期範囲を横切らずに変化した場合、及び検知信号が初期範囲から変化した後、再び初期範囲内の検知信号が得られ、初期範囲を横切って変化した後、三たび初期範囲内の検知信号が得られた場合のいずれか一方を検知対象の通過の１サイクルと判別するデータ比較部と、
前記データ比較部で検出された少なくとも１サイクルの検知対象の通過時に得られる最大値及び最小値に基づいて閾値を設定する閾値設定処理部と、
前記閾値設定処理部によって設定された閾値に基づいて前記検知部より得られる出力を弁別する計測部と、を有することを特徴とする検知装置。
【請求項２】
外部の物理状態に応じた検知信号を閾値と比較することによって順次通過する検知対象を検出し、検知結果信号を出力する検知装置における閾値設定方法であって、
ティーチング開始信号が入力されたときに得られる検知信号のレベルを含む所定範囲を初期範囲として設定し、
検知信号が前記初期範囲から変化した後、再び初期範囲内の検知信号が得られ、初期範囲を横切らずに変化した場合、及び検知信号が初期範囲から変化した後、再び初期範囲内の検知信号が得られ、初期範囲を横切って変化した後、三たび初期範囲内の検知信号が得られた場合のいずれか一方を検知対象の通過の１サイクルと判別し、
少なくとも１サイクルの検知対象の通過の間に得られる前記検知信号の最大値及び最小値に基づいて閾値を設定することを特徴とする閾値設定方法。
【請求項３】
外部の物理状態に応じた検知信号を出力する検知部と、
ティーチング開始信号が入力されたときに前記検知部より得られる検知信号のレベルを含む所定範囲を初期範囲とする初期値取得部と、
検知信号が初期範囲から変化した後、再び初期範囲内の検知信号が得られ、初期範囲を横切って変化した後、三たび初期範囲内の検知信号が得られた場合を検知対象の通過の１サイクルと判別するデータ比較部と、
前記データ比較部で検出された少なくとも１サイクルの検知対象の通過時に得られる最大値及び最小値に基づいて閾値を設定する閾値設定処理部と、
前記閾値設定処理部によって設定された閾値に基づいて前記検知部より得られる出力を弁別する計測部と、を有することを特徴とする検知装置。
【請求項４】
外部の物理状態に応じた検知信号を閾値と比較することによって順次通過する検知対象を検出し、検知結果信号を出力する検知装置における閾値設定方法であって、
ティーチング開始信号が入力されたときに得られる検知信号のレベルを含む所定範囲を初期範囲として設定し、
検知信号が初期範囲から変化した後、再び初期範囲内の検知信号が得られ、初期範囲を横切って変化した後、三たび初期範囲内の検知信号が得られた場合を検知対象の通過の１サイクルと判別し、
少なくとも１サイクルの検知対象の通過の間に得られる前記検知信号の最大値及び最小値に基づいて閾値を設定することを特徴とする閾値設定方法。
【請求項５】
外部の物理状態に応じた検知信号を出力する検知部と、
ティーチング開始信号が入力されたときに前記検知部より得られる検知信号のレベルを含む所定範囲を初期範囲とする初期値取得部と、
検知信号が前記初期範囲から変化した後、再び初期範囲内の検知信号が得られ、初期範囲を横切らずに変化した場合を検知対象の通過の１サイクルと判別するデータ比較部と、
前記データ比較部で検出された少なくとも１サイクルの検知対象の通過時に得られる最大値及び最小値に基づいて閾値を設定する閾値設定処理部と、
前記閾値設定処理部によって設定された閾値に基づいて前記検知部より得られる出力を弁別する計測部と、を有することを特徴とする検知装置。
【請求項６】
外部の物理状態に応じた検知信号を閾値と比較することによって順次通過する検知対象を検出し、検知結果信号を出力する検知装置における閾値設定方法であって、
ティーチング開始信号が入力されたときに得られる検知信号のレベルを含む所定範囲を初期範囲として設定し、
検知信号が前記初期範囲から変化した後、再び初期範囲内の検知信号が得られ、初期範囲を横切らずに変化した場合を検知対象の通過の１サイクルと判別し、少なくとも１サイクルの検知対象の通過の間に得られる前記検知信号の最大値及び最小値に基づいて閾値を設定することを特徴とする閾値設定方法。
【請求項７】
外部の物理状態に応じた検知信号を所定間隔毎に出力する検知部と、
ティーチング開始信号が入力されたときに前記検知部より得られる検知信号毎に検知信号間の差分値を演算する差分値算出部と、
前記差分値算出部より得られる差分値の絶対値が所定範囲以内のときに前記検知信号を保持すると共に、前記差分値の絶対値の変化の状態によって検知対象通過の１サイクルを判別するサイクル判別部と、
前記サイクル判別部によって少なくとも１サイクルの検知対象の通過が判別される間に保持された検知信号に基づいて閾値を設定する閾値設定処理部と、
前記閾値設定処理部によって設定された閾値に基づいて前記検知部より得られる出力を弁別する計測部と、を有することを特徴とする検知装置。
【請求項８】
外部の物理状態に応じた検知信号を閾値と比較することによって順次通過する検知対象を検出し、検知結果信号を出力する検知装置における閾値設定方法であって、
ティーチング開始信号が入力されたとき以降に所定期間毎にサンプリングを行い、
前記サンプリング毎に得られる検知信号間の差分値を演算し、
前記差分値の絶対値が所定範囲以内のときに前記検知信号のデータを保持し、前記差分値の絶対値の変化の状態によって検知対象通過の１サイクルを判別し、
少なくとも１サイクルの検知対象の通過の間に保持された検知信号に基づいて閾値を設定することを特徴とする閾値設定方法。
【請求項９】
外部の物理状態に応じた検知信号を出力する検知部と、
ティーチング開始信号が入力されたときに前記検知部より得られる検知信号毎に検知信号の微分値を演算する微分値算出部と、
前記微分値のレベルの絶対値が所定範囲以内のときに前記検知信号のデータを保持すると共に、前記微分値の絶対値の変化の状態によって検知対象通過の１サイクルを判別するサイクル判別部と、
前記サイクル判別部によって少なくとも１サイクルの検知対象の通過の間に保持された検知信号に基づいて閾値を設定する閾値設定処理部と、
前記閾値設定処理部によって設定された閾値に基づいて前記検知部より得られる出力を弁別する計測部と、を有することを特徴とする検知装置。
【請求項１０】
外部の物理状態に応じた検知信号を閾値と比較することによって順次通過する検知対象を検出し、検知結果信号を出力する検知装置における閾値設定方法であって、
ティーチング開始信号が入力されたときに断続的にサンプリングを行い、
前記サンプリング毎に得られる検知信号毎にその微分値を算出し、
前記微分値の絶対値が所定範囲内のときに前記検知信号のデータを保持し、
前記微分値の絶対値の変化の状態によって検出対象通過の１サイクルを判別し、
少なくとも１サイクルの検知対象の通過の間に保持された検知信号に基づいて閾値を設定することを特徴とする閾値設定方法。
【請求項１１】
外部の物理状態に応じた検知信号を所定間隔毎に出力する検知部と、
ティーチング開始信号が入力されたときに前記検知部より得られる検知信号の最大値を判別する最大値判別部と、
ティーチング開始信号が入力されたときに前記検知部より得られる検知信号の最小値を判別する最小値判別部と、
前記検知部より得られる検知信号が連続して最大値及び最小値を更新しないかどうかを判別し、所定回数連続して更新しない場合に検知対象通過の１サイクルを判別するサイクル判別部と、
少なくとも１サイクルの検知対象の通過の間に得られる最大値と最小値とに基づいて閾値を設定する閾値設定処理部と、
前記閾値設定処理部によって設定された閾値に基づいて前記検知部より得られる出力を弁別する計測部と、を有することを特徴とする検知装置。
【請求項１２】
外部の物理状態に応じた検知信号を閾値と比較することによって順次通過する検知対象を検出し、検知結果信号を出力する検知装置における閾値設定方法であって、
ティーチング開始信号が入力されたときに所定期間毎にサンプリングを行い、
前記サンプリング毎に得られる検知信号の最大値を判別し、
前記サンプリング毎に得られる検知信号の最小値を判別し、
前記検知部より得られる検知信号が連続して最大値及び最小値を更新しないかどうかを判別し、
所定回数連続して更新しない場合に検知対象通過の１サイクルを判別し、
少なくとも１サイクルの通過の際に得られる最大値と最小値に基づいて閾値を設定することを特徴とする閾値設定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光電センサや近接センサ等の閾値設定に特徴を有する検知装置及びその閾値設定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光電センサを用いて搬送ライン等を通過する被検出体（以下、ワークともいう）を検出する場合には、光電センサ等に閾値を設定しておく必要がある。閾値を設定する際には、ワークを所定位置に配置した状態で受光レベルをサンプリングし、又ワークを取り除いて背景状態で受光量をサンプリングし、夫々の受光量に基づいて閾値を設定する方法（２点ティーチング）がある。又ワークを所定位置に配置した状態のみで閾値を設定する方法（１点ティーチング）も用いられている。
【０００３】
又このように人手を介することなくティーチングする方法として、オートティーチングが用いられている。これはワークが搬送ライン等で順次搬送される場合に、図１８に示すように光電センサに一定時間ティーチング信号を入力する。ティーチング信号が入力されている間には光電センサは一定周期毎にサンプリングを行い、この間の受光量の最大値と最小値とによって閾値を設定する方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような従来のティーチング方法によれば、１点ティーチングや２点ティーチングを行う際には使用者は受光量をサンプリングできるようにするために搬送ラインを停止して所定の位置にワークを配置し、又ワークを配置せずに背景状態としてティーチングをする必要がある。又オートティーチングの場合には搬送ラインを停止する必要はないが、使用者が最適なティーチング信号の入力時間やタイミングを認識し、ティーチング入力を制御しなければならない。サンプリング中は光電センサから出力が得られないため、この間のワークは無駄となる。又ティーチング入力が一定時間必要であり、搬送ラインが高速な場合には多くのワークが無駄になってしまうという欠点があった。
【０００５】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであって、搬送ラインを通過する被検出体の閾値を設定する際に、搬送ラインを停止することなくティーチング開始を入力するだけで、自動的に閾値を設定でき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】
本願の請求項１の発明は、外部の物理状態に応じた検知信号を出力する検知部と、ティーチング開始信号が入力されたときに前記検知部より得られる検知信号のレベルを含む所定範囲を初期範囲とする初期値取得部と、検知信号が前記初期範囲から変化した後、再び初期範囲内の検知信号が得られ、初期範囲を横切らずに変化した場合、及び検知信号が初期範囲から変化した後、再び初期範囲内の検知信号が得られ、初期範囲を横切って変化した後、三たび初期範囲内の検知信号が得られた場合のいずれか一方を検知対象の通過の１サイクルと判別するデータ比較部と、前記データ比較部で検出された少なくとも１サイクルの検知対象の通過時に得られる最大値及び最小値に基づいて閾値を設定する閾値設定処理部と、前記閾値設定処理部によって設定された閾値に基づいて前記検知部より得られる出力を弁別する計測部と、を有することを特徴とするものである。
【０００７】
本願の請求項２の発明は、外部の物理状態に応じた検知信号を閾値と比較することによって順次通過する検知対象を検出し、検知結果信号を出力する検知装置における閾値設定方法であって、ティーチング開始信号が入力されたときに得られる検知信号のレベルを含む所定範囲を初期範囲として設定し、検知信号が前記初期範囲から変化した後、再び初期範囲内の検知信号が得られ、初期範囲を横切らずに変化した場合、及び検知信号が初期範囲から変化した後、再び初期範囲内の検知信号が得られ、初期範囲を横切って変化した後、三たび初期範囲内の検知信号が得られた場合のいずれか一方を検知対象の通過の１サイクルと判別し、少なくとも１サイクルの検知対象の通過の間に得られる前記検知信号の最大値及び最小値に基づいて閾値を設定することを特徴とするものである。
【０００８】
本願の請求項３の発明は、外部の物理状態に応じた検知信号を出力する検知部と、ティーチング開始信号が入力されたときに前記検知部より得られる検知信号のレベルを含む所定範囲を初期範囲とする初期値取得部と、検知信号が初期範囲から変化した後、再び初期範囲内の検知信号が得られ、初期範囲を横切って変化した後、三たび初期範囲内の検知信号が得られた場合を検知対象の通過の１サイクルと判別するデータ比較部と、前記データ比較部で検出された少なくとも１サイクルの検知対象の通過時に得られる最大値及び最小値に基づいて閾値を設定する閾値設定処理部と、前記閾値設定処理部によって設定された閾値に基づいて前記検知部より得られる出力を弁別する計測部と、を有することを特徴とするものである。
【０００９】
本願の請求項４の発明は、外部の物理状態に応じた検知信号を閾値と比較することによって順次通過する検知対象を検出し、検知結果信号を出力する検知装置における閾値設定方法であって、ティーチング開始信号が入力されたときに得られる検知信号のレベルを含む所定範囲を初期範囲として設定し、検知信号が初期範囲から変化した後、再び初期範囲内の検知信号が得られ、初期範囲を横切って変化した後、三たび初期範囲内の検知信号が得られた場合を検知対象の通過の１サイクルと判別し、少なくとも１サイクルの検知対象の通過の間に得られる前記検知信号の最大値及び最小値に基づいて閾値を設定することを特徴とするものである。
【００１０】
本願の請求項５の発明は、外部の物理状態に応じた検知信号を出力する検知部と、ティーチング開始信号が入力されたときに前記検知部より得られる検知信号のレベルを含む所定範囲を初期範囲とする初期値取得部と、検知信号が前記初期範囲から変化した後、再び初期範囲内の検知信号が得られ、初期範囲を横切らずに変化した場合を検知対象の通過の１サイクルと判別するデータ比較部と、前記データ比較部で検出された少なくとも１サイクルの検知対象の通過時に得られる最大値及び最小値に基づいて閾値を設定する閾値設定処理部と、前記閾値設定処理部によって設定された閾値に基づいて前記検知部より得られる出力を弁別する計測部と、を有することを特徴とするものである。
【００１１】
本願の請求項６の発明は、外部の物理状態に応じた検知信号を閾値と比較することによって順次通過する検知対象を検出し、検知結果信号を出力する検知装置における閾値設定方法であって、ティーチング開始信号が入力されたときに得られる検知信号のレベルを含む所定範囲を初期範囲として設定し、検知信号が前記初期範囲から変化した後、再び初期範囲内の検知信号が得られ、初期範囲を横切らずに変化した場合を検知対象の通過の１サイクルと判別し、少なくとも１サイクルの検知対象の通過の間に得られる前記検知信号の最大値及び最小値に基づいて閾値を設定することを特徴とするものである。
【００１２】
本願の請求項７の発明は、外部の物理状態に応じた検知信号を所定間隔毎に出力する検知部と、ティーチング開始信号が入力されたときに前記検知部より得られる検知信号毎に検知信号間の差分値を演算する差分値算出部と、前記差分値算出部より得られる差分値の絶対値が所定範囲以内のときに前記検知信号を保持すると共に、前記差分値の絶対値の変化の状態によって検知対象通過の１サイクルを判別するサイクル判別部と、前記サイクル判別部によって少なくとも１サイクルの検知対象の通過が判別される間に保持された検知信号に基づいて閾値を設定する閾値設定処理部と、前記閾値設定処理部によって設定された閾値に基づいて前記検知部より得られる出力を弁別する計測部と、を有することを特徴とするものである。
【００１３】
本願の請求項８の発明は、外部の物理状態に応じた検知信号を閾値と比較することによって順次通過する検知対象を検出し、検知結果信号を出力する検知装置における閾値設定方法であって、ティーチング開始信号が入力されたとき以降に所定期間毎にサンプリングを行い、前記サンプリング毎に得られる検知信号間の差分値を演算し、前記差分値の絶対値が所定範囲以内のときに前記検知信号のデータを保持し、前記差分値の絶対値の変化の状態によって検知対象通過の１サイクルを判別し、少なくとも１サイクルの検知対象の通過の間に保持された検知信号に基づいて閾値を設定することを特徴とするものである。
【００１４】
本願の請求項９の発明は、外部の物理状態に応じた検知信号を出力する検知部と、ティーチング開始信号が入力されたときに前記検知部より得られる検知信号毎に検知信号の微分値を演算する微分値算出部と、前記微分値のレベルの絶対値が所定範囲以内のときに前記検知信号のデータを保持すると共に、前記微分値の絶対値の変化の状態によって検知対象通過の１サイクルを判別するサイクル判別部と、前記サイクル判別部によって少なくとも１サイクルの検知対象の通過の間に保持された検知信号に基づいて閾値を設定する閾値設定処理部と、前記閾値設定処理部によって設定された閾値に基づいて前記検知部より得られる出力を弁別する計測部と、を有することを特徴とするものである。
【００１５】
本願の請求項１０の発明は、外部の物理状態に応じた検知信号を閾値と比較することによって順次通過する検知対象を検出し、検知結果信号を出力する検知装置における閾値設定方法であって、ティーチング開始信号が入力されたときに断続的にサンプリングを行い、前記サンプリング毎に得られる検知信号毎にその微分値を算出し、前記微分値の絶対値が所定範囲内のときに前記検知信号のデータを保持し、前記微分値の絶対値の変化の状態によって検出対象通過の１サイクルを判別し、少なくとも１サイクルの検知対象の通過の間に保持された検知信号に基づいて閾値を設定することを特徴とするものである。
【００１６】
本願の請求項１１の発明は、外部の物理状態に応じた検知信号を所定間隔毎に出力する検知部と、ティーチング開始信号が入力されたときに前記検知部より得られる検知信号の最大値を判別する最大値判別部と、ティーチング開始信号が入力されたときに前記検知部より得られる検知信号の最小値を判別する最小値判別部と、前記検知部より得られる検知信号が連続して最大値及び最小値を更新しないかどうかを判別し、所定回数連続して更新しない場合に検知対象通過の１サイクルを判別するサイクル判別部と、少なくとも１サイクルの検知対象の通過の間に得られる最大値と最小値とに基づいて閾値を設定する閾値設定処理部と、前記閾値設定処理部によって設定された閾値に基づいて前記検知部より得られる出力を弁別する計測部と、を有することを特徴とするものである。
【００１７】
本願の請求項１２の発明は、外部の物理状態に応じた検知信号を閾値と比較することによって順次通過する検知対象を検出し、検知結果信号を出力する検知装置における閾値設定方法であって、ティーチング開始信号が入力されたときに所定期間毎にサンプリングを行い、前記サンプリング毎に得られる検知信号の最大値を判別し、前記サンプリング毎に得られる検知信号の最小値を判別し、前記検知部より得られる検知信号が連続して最大値及び最小値を更新しないかどうかを判別し、所定回数連続して更新しない場合に検知対象通過の１サイクルを判別し、少なくとも１サイクルの通過の際に得られる最大値と最小値に基づいて閾値を設定することを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態による光電センサの構成を示すブロック図である。本実施の形態による光電センサ１Ａにおいて、投光部２は一定の周期で単一もしくは複数波長で発光する投光素子を駆動するものであり、受光部３は物体検知領域から反射された光を受光して電気信号に変換し、コントロール部４Ａに出力する。コントロール部４Ａは例えばマイクロコンピュータにより構成されており、以下に示す機能を有するものである。コントロール部４Ａ内の計測部５は一定周期毎に投光パルスを発生させて投光部２を駆動し、受光部３からの受光レベルを判別し物体検知信号を出力するものである。又コントロール部４Ａには計測部５に加えて、ワークの通過サイクルを認識する際に必要となる初期受光量を取得する初期値取得部６、初期値の受光量と取得した受光量とを後述するように比較し、ワーク通過の１サイクルを検出するデータ比較部７、比較結果に基づいて保持された受光レベルの最大値，最小値から閾値を設定する閾値設定処理部８、受光量をサンプリングするため投受光を行うサンプリング処理部９と、受光量のデータを保持するためのメモリ部１０を含んで構成される。又外部入力部１１は後述するように他の機器又はユーザから直接入力されたティーチング入力をコントロール部４Ａに出力するものであり、外部出力部１２はティーチング終了時のアンサーバック信号や計測部５からの物体検知信号を外部に出力するものである。
【００１９】
図２（ａ），（ｂ）はこの光電センサに接続される外部機器の構成を示す図である。本図に示すように光電センサにはプログラマブルコントローラ２０又は手入力スイッチ手段等が択一的に接続される。図２（ａ）に示すようにプログラマブルコントローラ２０が接続される際には、プログラマブルコントローラ本体２１は、出力部２２を介して光電センサ側の外部入力部１１にティーチング開始となるトリガ信号を入力する。光電センサ１が正常にティーチングを完了した場合には、外部出力部１２よりアンサーバック信号が出力される。光電センサ１の外部出力部１２にはプログラマブルコントローラ２０の入力部２３が接続されており、この信号を受けてプログラマブルコントローラ２０側では閾値が更新されたものと判別できる。又その後送信される物体検知信号によって物体の有無をプログラマブルコントローラ側で識別できる。プログラマブルコントローラ側ではティーチング信号を出力した後、アンサーバック信号を検出するまで光電センサからの計測情報は無効となり、アンサーバック信号を出力した後の計測出力が有効と判断している。
【００２０】
又光電センサ１Ａには、図２（ｂ）に示すように手入力スイッチ２４を外部入力部１１に接続し、外部出力部１２には確認用の表示器２５を接続してもよい。このように接続して手入力スイッチ２４よりティーチング開始のトリガ信号を入力すると、ティーチング終了後のアンサーバック信号が確認用の表示器２５に入力され、ティーチングの終了が確認できる。
【００２１】
次に本発明の第１の実施の形態による閾値の設定処理についてフローチャート及びタイムチャートを参照しつつ説明する。この実施の形態による光電センサ１Ａは図３（ａ）に示すように、コンベア等の搬送ライン上を順次ほぼ一定の間隔でワーク２６が搬送され、このワーク２６を検出する用途に用いられるものとする。このようなワークを検出する際に光電センサ１Ａに閾値を設定する場合には、前述したようにプログラマブルコントローラ２０又は手入力スイッチ２４よりティーチング開始のトリガ信号を光電センサ１Ａに入力する。
【００２２】
図４はティーチング信号が入力された後のティーチング処理を示すフローチャートであり、ティーチングが開始されると、まずステップＳ１においてサンプリング処理を行い、ステップＳ２においてそのときの受光量に対して一定幅の範囲を上下に設定して初期範囲とする。例えば図５（ａ）に示すように背景状態の時刻ｔ１  にティーチング入力が与えられたとき、図５（ｂ）に示すように背景からワーク検知の中間状態の時刻ｔ２  にティーチング入力が与えられたとき、及び図５（ｃ）に示すようにワークの検出状態の時刻ｔ３  にティーチング入力が与えられたときには、夫々図示のハッチングで示す領域を初期範囲とする。そしてステップＳ３，Ｓ４において初期範囲を外れるまでサンプリング処理を繰り返し、初期範囲を外れるとステップＳ５，Ｓ６に進んで再び初期範囲に復帰し、その後初期範囲から外れたかどうかを判別する。例えば図５（ａ）に示す状態では、ワーク検出状態となれば初期範囲を外れ、再び背景状態となる。そして時刻ｔ５  に次のワークが近接して受光レベルが上昇すると、この初期範囲を外れるためステップＳ７に進む。又図５（ｂ）に示すように背景とワークの中間の状態からティーチングが開始したときも、一旦ワークの検出状態に達した後、再び受光レベルが低下する。従って時刻ｔ４  に初期範囲に戻り再び初期範囲から外れるため、ステップＳ７に進む。更にワーク検出状態でティーチングを開始したときには図５（ｃ）に示すように一旦背景を検出する状態となった後、再び次のワークを検出する状態となるため、そのワークからの信号が低下する時刻ｔ７  に初期範囲を外れ、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では初期範囲を外れたときに、その初期範囲を横切って受光レベルが変化したかどうかを判別する。初期範囲を横切って変化しなければ、図５（ａ）又は（ｃ）に示すようにワーク又は背景でティーチング入力があったものと判断して、これまでで１サイクルと認識する（ステップＳ８）。一方ステップＳ７において、初期範囲を横切って初期範囲を外れた場合（時刻ｔ４  ）には、図５（ｂ）に示すように背景とワークとの中間の受光レベルでティーチング入力があったものと判断する（ステップＳ９）。この場合には再びステップＳ１０，Ｓ１１に進んで初期範囲に復帰した後、初期範囲を外れたかどうかを判別する。図５（ｂ）の場合には時刻ｔ６  で再び初期範囲に復帰した後、初期範囲を外れるため、このときに１サイクル期間が経過したと判別する。
【００２３】
そして１サイクルと判断されると、ステップＳ８又はＳ１０よりステップＳ１２に進んで、あらかじめ定めた設定サイクル数に達したかどうかを判別し、設定サイクルに達していなければステップＳ５，Ｓ６のループに戻って同様の処理を繰り返す。尚ステップＳ４，Ｓ６及びＳ１１のサンプリング処理中には、そのとき得られる受光レベルの最大値と最小値を更新して保持していくものとする。そしてステップＳ１２において設定サイクル数に達すれば、ステップＳ１３に進んで閾値設定処理部８による閾値設定処理を行う。閾値設定処理では、例えばサンプリング処理中の最大値と最小値の中央値を閾値とする。こうして閾値設定処理を終了した後、ステップＳ１４に進んでこのとき外部出力部１２よりティーチング処理完了のアンサーバック信号をプログラマブルコントローラ２０等に出力する。こうすれば正常にティーチング処理が終了したことがプログラマブルコントローラ側で認識できる。そして閾値を設定した後、計測処理ルーチンに進む。
【００２４】
図４に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１，Ｓ４，Ｓ６及びＳ１１はサンプリング処理部９の機能を達成しており、ステップＳ１，Ｓ２は初期値取得部６の機能を達成しており、又ステップＳ３〜Ｓ１０は初期範囲からの変化状態に基づいて検知対象通過の１サイクルを判別するデータ比較部の機能を達成しており、ステップＳ１２，Ｓ１３は少なくとも１サイクルの検知対象の通過時に得られる最大値及び最小値に基づいて閾値を設定する閾値設定処理部８の機能を達成している。
【００２５】
図６は計測処理を示すフローチャートであり、計測処理を開始するとまずステップＳ２１において外部入力を監視し、ティーチング入力があるかどうかを判別する。ティーチング入力があればステップＳ２２よりステップＳ１に進んで前述したティーチング処理を行う。ティーチング入力が検知されるとステップＳ２３において投光部２より光を物体検知領域に投光し、受光部３からの受光レベルを検出する。そしてステップＳ２５において受光レベルを越えているかどうかによってワークの有無を判別する。そしてステップＳ２６に進んで判別結果を外部出力部１２より外部に出力するものである。こうすればプログラマブルコントローラ２０側では外部出力部１２より出力される信号を物体検知信号と認識することができる。
【００２６】
次に本発明の第２の実施の形態による光電センサについて説明する。図７は第２の実施の形態による光電センサのブロック図であり、前述した第１の実施の形態と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。この実施の形態による光電センサ１Ｂはコントロール部４Ｂの一部の構成が異なっている。即ちコントロール部４Ｂは連続する２回のサンプリングによる受光レベルの差を算出する差分値算出部３１、及びその差分値のレベルに基づいてワーク通過の１サイクルを判別する受光サイクル判別部３２を有している。閾値設定処理部８は受光状態の少なくとも１サイクル判別の間に保持された受光レベルによって閾値を設定するものである。
【００２７】
次に第２の実施の形態によるティーチング処理についてフローチャート及びタイムチャートを参照しつつ説明する。この実施の形態ではティーチング処理を開始するとまずステップＳ３１においてサンプリング処理を行い、ステップＳ３２において最初の受光量をメモリ部１０の前回サンプリング値の領域に保持する。そしてステップＳ３３，３４に進んで一定周期のサンプリング処理を行い、サンプリング処理によって得られた次の受光量を今回サンプリング値領域に格納する。次いでステップＳ３５において、前回及び今回のサンプリング値から差分値（＝今回サンプリング値−前回サンプリング値）を演算する。そしてステップＳ３６に進んで今回サンプリング値を前回サンプリング値の領域に移動する。次いでステップＳ３７に進んで差分値が所定の範囲±α内かどうかを判別する。図９は受光レベルと差分値及び状態判別結果を示すタイムチャートである。±αの範囲内であれば閾値の変化が少ないため、ワークは状態１、即ち今回及び前回はいずれもワークを検出している状態又は背景状態での受光と判別できる。従ってその受光量は閾値設定用データとして保持する。そしてステップＳ３７において差分値がこの範囲内になければ状態２、即ちワークと背景との間の変化状態と判断し、閾値設定用データとして格納しない（ステップＳ３９）。そしてステップＳ４０において状態１から状態２への移行回数が設定値に達したかどうかを判別し、この値に達していなければステップＳ３３に戻って同様の処理を繰り返す。この設定回数は２以上とする必要がある。状態１から２への移行が設定回数に達すると、ステップＳ４１に進んで閾値設定用データを用いて閾値を設定する。例えば閾値設定用データの最大値と最小値の中間値に閾値を設定する。そしてステップＳ４２に進んでコントローラ２０側にアンサーバック信号を出力して、図６の計測処理に移る。このようにすればティーチングを容易に行うことができ、又ワークの通過中にも閾値設定処理が行える。
【００２８】
ここでコントロール部４ＢはステップＳ３１，Ｓ３３においてサンプリング処理部９の機能を達成しており、ステップＳ３２，Ｓ３４，Ｓ３６において検知信号間の差分値を演算する差分値算出部３１の機能を達成している。又ステップＳ３７〜３９において差分値の絶対値の変化の状態によって検知対象通過の１サイクルを判別する受光サイクル判別部３２の機能を達成しており、ステップＳ４０，Ｓ４１は少なくとも１サイクルの検知対象の通過が判別される間に得られる検知信号の最大値と最小値に基づいて閾値を設定する閾値設定処理部８の機能を達成している。
【００２９】
次に本発明の第３の実施の形態について図１０のブロック図を用いて説明する。本実施の形態は外乱光の対策として、又相互干渉を防止するためにサンプリング周期をランダムにする光電センサに第２の実施の形態を適用できるようにしたものである。この実施の形態は前述した第２の実施の形態において差分値算出部３１に代えて微分値を算出する微分値算出部４１を設けた点のみが異なっており、その他の点については第２の実施の形態と同様である。この実施の形態では図８に示すフローチャートのステップＳ３５において、サンプリング間隔をＴとすると、前回及び今回のサンプリングの差分値に代えて、微分値を次式で算出する。
微分値＝｜前回サンプリング値｜−｜今回サンプリング値｜÷Ｔ
このように微分値を求め、ステップＳ３７では微分値によって状態１，２を判別し、図８と同様に閾値を設定する。
【００３０】
こうすればサンプリング間隔が一定でない光電センサについても、前述した第２の実施の形態による差分値に代えて微分値を用いることによって、第２の実施の形態と同様にティーチング入力をトリガとして自動的に閾値設定を行うことができる。
【００３１】
次に本発明の第４の実施の形態について説明する。図１１は第４の実施の形態による光電センサ１Ｄの構成を示すブロック図であり、前述した第１の実施の形態と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。この実施の形態ではコントロール部４Ｄは最大値算出部５１，最小値算出部５２、及び所定サイクル数が終了したかどうかを判別するサイクル判別部５３を有している。その他の構成については前述した実施の形態と同様である。
【００３２】
次にこの実施の形態の動作について図１２，図１３のフローチャートを用いて説明する。この実施の形態ではティーチング処理を開始すると、まずステップＳ５１においてサンプリング処理を行い、ステップＳ５２においてメモリのＭＩＮバッファ，ＭＡＸバッファに初回受光量を格納する。次いでステップＳ５３においてサンプリング処理を行い、得られた受光量がＭＡＸバッファの値を越えているかどうか、及びＭＩＮバッファの値未満かどうかを判別する（ステップＳ５４，５５）。ＭＡＸ値を越えている場合にはステップＳ５６に進んでＭＡＸバッファを更新し、ＭＡＸカウンタフラグ及びＭＡＸカウンタをクリアする（ステップＳ５７）。又ＭＩＮバッファの値未満であればステップＳ５８に進んでＭＩＮバッファを更新し、ステップＳ５９に進んでＭＩＮフラグ及びＭＩＮカウンタをクリアする。そしてステップＳ５３に戻ってサンプリング処理を行い、同様の処理を繰り返す。
【００３３】
受光量がＭＡＸ，ＭＩＮバッファの間の値であれば、ステップＳ５４，５５からステップＳ６０に進んで前回ＭＡＸバッファの値が更新されたかどうかをチェックする。更新されていればステップＳ６１に進んでＭＡＸカウンタフラグをセットしてステップ５３のループに戻る。又ステップＳ６０において前回ＭＡＸ値が更新されていなければ、ステップＳ６２に進んで前回ＭＩＮバッファの値が更新されたかどうかをチェックする。ＭＩＮバッファが更新されていればステップＳ６３に進んでＭＩＮカウンタフラグをセットし、ステップＳ５３に戻る。ステップＳ６０，Ｓ６２においてＭＡＸバッファ，ＭＩＮバッファが更新されていなければ、図１３のステップＳ６４に進んでＭＡＸカウンタフラグがセットされているかどうかをチェックする。このカウンタフラグがセットされている場合には、ステップＳ６５に進んでＭＡＸカウンタをインクリメントし、このフラグがセットされていなければ、ステップＳ６５の処理を行うことなくステップＳ６６に進んでＭＩＮカウンタフラグがセットされているかどうかを判別する。このフラグがセットされていればステップＳ６７に進んでＭＩＮカウンタをインクリメントし、フラグがセットされていなければこの処理を行うことなくステップＳ６８に進んでＭＡＸカウンタ，ＭＩＮカウンタ共所定値に達したかどうかをチェックする。この所定値はサンプリングのタイミングとワークの移動速度とから複数回連続してワーク検知前後で受光レベルが連続的に変化し、その後変化がなくなるため、変化のなくなることが検出できる適切な数値を設定しておくものとする。
【００３４】
こうすれば双方のカウンタ値が規定値に達した場合には、最大値及び最小値は物体の有無の双方の受光レベルを含んでおり、１つのワークが通過（１サイクル）したことがわかる。従ってステップＳ６９に進んで所定のサイクル数に達したかどうかを判別する。所定のサイクル数に達していなければステップＳ５３に戻って同様の処理を繰り返し、そして所定サイクル数に達するとステップＳ７０において閾値設定処理を行う。閾値設定処理は既に得られているＭＡＸバッファ，ＭＩＮバッファに保持されている最大値，最小値に基づいて設定するものとし、例えばその中間値に閾値を設定する。そしてステップＳ７１に進んでコントローラ側にアンサーバック信号を出力して図６の計測処理に進む。このようにすればティーチング入力をトリガとして自動的に閾値を設定することができる。
【００３５】
ここでコントロール部４ＤはステップＳ５１，Ｓ５３においてサンプリング処理部９の機能を達成しており、ステップＳ５４，Ｓ５６において最大値を算出する最大値算出部５１、ステップＳ５５，Ｓ５８において最小値を算出する最小値算出部５２の機能を達成している。又ステップＳ５７，Ｓ５９及びステップＳ６０〜６８において検知信号が連続して最大値及び最小値を更新しないかどうかを判別し、所定回数連続して更新しない場合に検知対象通過の１サイクルを判別するサイクル判別部５３の機能を達成している。又ステップＳ６９，Ｓ７０において少なくとも１サイクルの間に得られた最大値及び最小値に基づいて閾値を設定する閾値設定処理部８の機能を達成している。
【００３６】
次に本発明の第５の実施の形態について説明する。この実施の形態では第４の実施の形態のように最大値及び最小値を一旦算出した後、最大値及び最小値から所定の範囲をＭＡＸ範囲，ＭＩＮ範囲とし、その滞在時間によって出力状態を規定できるようにしたものである。図１４は第５の実施の形態による光電センサ１Ｅのコントロール部４Ｅの構成を示すブロック図であり、前述した第４の実施の形態と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。この実施の形態ではコントロール部４Ｅは第４の実施の形態の最大値算出部５１，最小値算出部５２，サイクル判別部５３に加えて、ＭＡＸ範囲，ＭＩＮ範囲の受光量データを計測する受光量データ計測部５４、ＭＡＸ範囲，ＭＩＮ範囲に滞在する滞在時間データ計測部５５及び出力設定部５６を有している。受光量データ計測部５４はＭＡＸ範囲及びＭＩＮ範囲での受光量のデータの平均値を計測するものであり、滞在時間データ計測部５５はＭＡＸ範囲，ＭＩＮ範囲の時間を計測するものであり、出力設定部５６はこのデータに基づいて出力レベルのいずれのときにどの出力を出すかを識別して設定するものである。
【００３７】
次にこの実施の形態の動作について図１５のフローチャート及び図１６のタイムチャートを用いて説明する。前述したティーチング処理によって閾値を設定した後、ステップＳ８１においてＭＡＸバッファに保持された最大値，ＭＩＮバッファに保持された最小値よりＭＡＸ範囲，ＭＩＮ範囲を求める。ＭＡＸ範囲，ＭＩＮ範囲は図１６に示すように最大値及び最小値を含む所定範囲であって、相互に重ならないように設定するものである。そしてステップＳ８２に進んでサンプリング処理を行い、受光量を得る。そしてステップＳ８３において受光量がＭＡＸ範囲，ＭＩＮ範囲内かを判別する。ＭＡＸ範囲内であればステップＳ８５，Ｓ８６においてＭＡＸ範囲の受光量データ及び滞在時間データを蓄積する。同様に受光量がＭＩＮ範囲内であれば、ステップＳ８７，８８においてＭＩＮ範囲の受光量データ及び滞在時間データを蓄積する。このとき滞在時間データは積算した値を保持し、受光量データは夫々ＭＡＸ範囲及びＭＩＮ範囲の滞在時間内での平均値を保持しておくものとする。ＭＡＸ範囲，ＭＩＮ範囲でなければこれらの処理を行うことなくステップＳ８９に進んで、ＭＡＸ範囲からＭＩＮ範囲への変化が設定回数を達したかどうかを判別する。設定回数に達していなければステップＳ８２に戻って同様の処理を繰り返す。こうすれば図１６に示すように受光レベルがＭＡＸ範囲，ＭＩＮ範囲にあるときにのみ、その受光量の平均値と滞在時間とを計測でき、図１７（ａ），（ｂ）に示すようなデータが保持されることになる。そして例えば５回のＭＡＸ範囲，ＭＩＮ範囲でのデータが得られたときにデータを集計し、図１７（ａ）に示す最大値側では、ＶＭＡＸ  の最小値とＴＭＡＸ  の最小値とを最終決定データとする。同様に図１７（ｂ）に示す最小値側でも、受光量のＶＭＩＮ  の最大値，滞在時間としてＶＭＩＮ  の最小値を最終決定データと定める。
【００３８】
次いでＴＭＡＸ  最小値とＴＭＩＮ  最小値のいずれの時間が短いかを判別する。例えばＴＭＡＸ  の時間が小さければ、図１６（ａ）に示すように受光レベルが高いＭＡＸ側がワークの検出状態であると判断でき、受光レベルの低いＭＩＮ側が背景と判断できる。従って受光レベルが閾値より高くなれば物体検知信号をオンとするような出力とする。又図１６（ｂ）に示すようにＭＡＸ値に入っている時間が長ければ、受光量レベルの低い時間帯をワークの検出状態となるように出力を設定する。
【００３９】
こうすればユーザが改めてダークオン，ライトオンのいずれかを選択する必要がなく、使用者が望む物体検知信号を出力することができ、完全なオートティーチングが可能となる。このとき得られたＶＭＡＸ  の最小値，ＶＭＩＮ  最大値とに基づいて前述した閾値を修正するようにしてもよく、又受光量を蓄積せず、単に滞在時間のみを計測して出力を設定するようにしてもよい。又第５の実施の形態は第４の実施の形態の処理の後、出力を設定するため、ＭＡＸ範囲，ＭＩＮ範囲での滞在時間によって出力を設定するようにしているが、第１〜第３のいずれの実施の形態においても所定のサイクル数のワーク通過時に得られた最大値及び最小値を算出し、その後に第５の実施の形態のように滞在時間を蓄積して出力設定処理を行うことができる。
【００４０】
尚この実施の形態では、通常の物体の有無を判別するようにした光電センサについて説明しているが、通常の物体検知用のセンサに限らず本発明は図３（ｂ）に示すようにライン上の物体に付されたマーク２７をワークとして検出するようにしたマークセンサについても適用することができることはいうまでもない。又前述した各実施の形態では光電センサについて説明しているが、本発明は光電センサに限らず近接センサ，圧力センサ，超音波センサ等他の種々の形態の検知器に適用することができる。光電センサの場合には受光信号を検知信号としているが、近接センサでは発振状態の変化を示す信号、例えば発振振幅信号が検知信号となる。又マークセンサではマークからの反射光の受光信号、圧力センサではセンサに導入された圧力信号、超音波センサでは超音波受信信号が検知信号となる。又各実施の形態で最大値及び最小値に基づいて閾値を設定しているが、厳密に最大値でなく最大値付近の代表値を用いてもよく、又最大値から余裕レベル分を差し引いた値、最大値に１よりやや小さい定数を乗じた値を用いて最大値としてもよい。同様にして最小値も最小値付近の代表値や最小値に余裕レベル分を加えた値、又は最小値に１よりやや大きい定数を乗じた値を用いてもよい。更に閾値の設定は前述した各実施の形態では、最大値及び最小値の中央値としているが、中央値に限らずその間の値を適宜設定することができる。
【００４１】
又閾値設定の際に検知信号があらかじめ予想した変化を示さないとき、例えば第１の実施の形態では所定時間内に初期範囲から変化しなかった場合や所定時間内に初期範囲に戻らなかった場合等に閾値設定エラーを報知するようにしてもよい。第２の実施の形態では差分値、第３の実施の形態では微分値の値が適切でなかった場合等、状態判別が正確に行えない場合に、第４，第５の実施の形態でＭＡＸ範囲，ＭＩＮ範囲が適切でなく、正常な動作が行えなかった場合等に閾値設定エラーとしてエラー処理を行うようにしてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本願の請求項１〜１２の発明によれば、検知対象の通過サイクルを検知装置が自動的に認識しサンプリングする時間を決定することができる。そして複数サイクルに基づいて閾値を設定することができるため、搬送ラインを停止することなくティーチング開始の入力を与えるだけで最適な時間のサンプリングを行い、閾値が設定できる。従って無駄なワークの発生を極力少なくすることができる。又搬送ラインを停止させる必要がなく、搬送ラインの搬送速度が一定でない場合でも外部よりティーチング入力を与えるだけでその搬送状態に応じたサンプリングによって検知サイクルを設定し閾値を設定することができるという効果が得られる。又請求項９及び１０の発明によれば、相互干渉を防止するため、サンプリング周期をランダムとした検出器についても本発明を適用することができ、自動的に閾値設定を行うことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による光電センサの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の光電センサとこれに接続されるコントローラの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による光電センサの使用状態を示す概略図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態による閾値設定方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態による閾値設定処理における受光レベルの変化を示すグラフである。
【図６】本発明の第１の実施の形態による光電センサの計測処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態による光電センサのブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態による閾値設定方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施の形態による光電センサの閾値設定処理における受光レベルの変化を示すグラフである。
【図１０】本発明の第３の実施の形態による光電センサの構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態による光電センサの構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態による光電センサの閾値設定処理を示すフローチャート（その１）である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態による光電センサの閾値設定処理を示すフローチャート（その２）である。
【図１４】本発明の第５の実施の形態による光電センサの構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第５の実施の形態による光電センサの動作を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第５の実施の形態による光電センサの受光レベルと滞在時間の変化を示すタイムチャートである。
【図１７】本発明の第５の実施の形態による光電センサのＭＡＸ範囲，ＭＩＮ範囲での平均受光量と滞在時間を示す図である。
【図１８】従来の光電センサに得られる受光レベルとティーチング入力を示す図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ  光電センサ
２  投光部
３  受光部
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ  コントロール部
５  計測部
６  初期値取得部
７  データ比較部
８  閾値設定処理部
９  サンプリング処理部
１０  メモリ部
１１  外部入力部
１２  外部出力部
２０  プログラマブルコントローラ
２１  プログラマブルコントローラ本体
２２  入力部
２３  出力部
２４  手入力スイッチ
２５  表示器
３１  差分値算出部
３２  受光サイクル判別部
４１  微分値算出部
５１  最大値算出部
５１  最小値算出部
５３  サイクル判別部
５４  滞在時間データ計測部
５５  受光量データ計測部
５６  出力設定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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