(57)【要約】【課題】シフト機能を実行するタイミングの設定に要する労力を省くことのできる検出器を提供する。【解決手段】しきい値は、吸着器に連なる圧力導管内の負圧が安定してワーク吸着の準備が整ったときの負圧を基準状態とし、この基準状態のときの圧力をゼロとしたときの変化量がしきい値Ｐｔｈとして設定され、また、ＰＬＣからのシフト信号が入力されてから基準状態となるまでの時間、より詳しくは、基準状態となってから実際にワーク吸着が行われるまでの中間時点までの時間Ｔｏが自動設定される。圧力センサは、ＰＬＣからのシフト信号を受け取ると内蔵タイマが起動し、この内蔵タイマによって計測した上述したシフトタイマ値Ｔｏが経過すると検出圧力値のシフトが行われる。すなわち、シフト時間Ｔｏが経過すると、ワーク吸着システムは、基準状態からの変化量であるしきい値Ｐｔｈと、この基準状態からの変化量に変換した検出圧力との対比で吸着検出を行う。【選択図】　　　図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出値の絶対値を基準状態からの変化量の値に変換するシフト機能を備えた検出器において、
シフト信号を入力する入力部と、
該入力部がシフト信号を入力すると起動し、予め設定された所定の時間が経過すると前記シフト機能を実行させるシフトタイミング遅延部とを有し、
該所定の時間が、予め前記検出器を動作させて前記シフト信号を受けてから前記基準状態に至るまでの時間を計測することにより前記検出器の内部で設定されることを特徴とする検出器。
【請求項２】
前記検出器が、前記シフト機能により変換された検出値と、前記基準状態からの変化量として設定されたしきい値とを比較して、その大小を判定することを特徴とする請求項１に記載の検出器。
【請求項３】
前記入力部に、外部機器からのシフト信号が入力されることを特徴とする請求項１又は２に記載の検出器。
【請求項４】
前記検出値が大きく変化した時にシフト信号が前記検出器の内部で生成されて、該シフト信号が前記入力部に入力されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の検出器。
【請求項５】
前記検出値が所定の値を横切った時にシフト信号が前記検出器の内部で生成されて、該シフト信号が前記入力部に入力されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の検出器。
【請求項６】
前記基準状態は前記検出値が安定する状態であり、
前記所定の時間が、前記シフト信号を入力した時から前記検出値が安定する状態の始点と終点とのほぼ中間の時間に設定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の検出器。
【請求項７】
前記所定の時間が、圧力が大きく変化する変換点近傍に設定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の検出器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、検出器に関し、より詳しくは、検知した圧力などの検出値としきい値とを対比してその大小を判別するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光量、圧力、磁気力、温度などの物理量を検知し、測定した物理量が所定のしきい値よりも大きいか又は小さいかを判別するために各種の検出器が数多く知られており、この種の検出器は一般的に表示手段を備え、検出値を表示するだけでなく、例えばしきい値の再設定の際の利便性を高めるために、しきい値を表示するのに用いられる。
【０００３】
また、検出器は、検出値を所定のシフト量だけシフトさせるシフト機能を有し、このシフトした値を内部値として保持し、或いはシフトした値を表示すると共に、シフトした値と、任意に設置したしきい値との大小を比較する。
【０００４】
シフト量の設定は、ユーザが任意の値をキー入力する、或いはある時点の物理量（測定値）をキー入力する、若しくは外部からの信号入力を受けて強制的にゼロにシフトするなどの方法が採られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えばシフト量が常に一定でなく、あるタイミングで更新して物理量を検知するような場合、ユーザがタイミングを調整して決定する必要があるが、タクトが比較的遅い検出の場合、つまり時間的に余裕のある検出の場合には、適当なタイミングの設定が比較的容易であるものの、タクトが比較的速い検出の場合には、シフトさせるタイミングの設定は微妙になり、例えば検出した物理量の変化をオシロスコープなどで確認して最適なタイミングを設定したり、適当と考えられるタイミングを数多く設定し、その中で上手く検出できるタイミングを探すという手間の掛かる作業が必要となる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、シフト機能を実行するタイミングの設定に要する労力を省くことのできる検出器を提供することにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、自動で最適なシフトタイミングを設定して検出の安定性を確保することのできる検出器を提供することにある。
【０００８】
本発明の更なる目的は、タクトが比較的速い検出にあっても安定したタイミングでシフト機能を実行することのできる検出器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
物理量を検出する場合、図１〜図３に示すように、検出領域での物理量の変化量ΔＱはそれほど変動しないが、検出した物理量の絶対値が変動する場合、しきい値を絶対値で設定したときには、図２、図３から理解できるように、検出した物理量の変動の影響を受けて誤検出してしまう。
【００１０】
これに対して、検出する物理量が比較的安定する状態（図４〜図６の矢印Ｂ又はＣで示す状態）を基準状態とし、この基準状態からの変化量でしきい値を設定すれば、図４〜図６から理解できるように、検出する物理量の絶対値が変動しても安定した検出を行うことができる。
【００１１】
この場合、基準状態をどのようにして知るか、という問題が新たに発生する。通常、物理量が変化してから安定化するまでの例えば図４の時間Δｔは比較的変化が小さい。また、検出器は、その使用態様をみると、例えばプログラマブルロジックコントローラ（以下、ＰＬＣという。）などの外部機器に接続されて、ワークの動きに連動して動作するように制御される。
【００１２】
本発明は、かかる観点に基づいて案出されたものであり、上記の技術的課題は、本発明によれば、
検出値の絶対値を基準状態からの変化量の値に変換するシフト機能を備えた検出器において、
シフト信号を入力する入力部と、
該入力部がシフト信号を入力すると起動し、予め設定された所定の時間が経過すると前記シフト機能を実行させるシフトタイミング遅延部とを有し、
該所定の時間が、予め前記検出器を動作させて前記シフト信号を受けてから前記基準状態に至るまでの時間を計測することにより前記検出器の内部で設定されることを特徴とする検出器を提供することにより達成される。
【００１３】
すなわち、本発明によれば、典型的には検出器に内蔵したタイマで構成されるシフトタイミング遅延部によって時間管理を行ってシフト機能を実行すると共に、このシフトタイミング遅延部で時間管理される遅延時間が、予め検出器を動作させてシフト信号を受けてから基準状態に至るまでの時間を計測することにより検出器の内部で設定されることから、シフト機能を実行するタイミングの設定に要する労力を省くことのでき、また、自動で最適なシフトタイミングを設定して検出の安定性を確保する。したがって、タクトが比較的速い検出にあっても安定したタイミングでシフト機能を実行することのできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
基準状態は、検出器の実質的な検出領域で検出値が安定する状態のときのを選定するのが好ましく、上記の遅延時間を、シフト信号を入力した時から、検出値が安定する状態の始点と終点とのほぼ中間の時間に設定してもよく、また、圧力が大きく変化する変換点近傍に設定してもよい。
【００１５】
検出器の入力部に入力するシフト信号は、ＰＬＣのような外部機器からの信号であってもよい。また、検出器それ自体が検出した値が例えば大きく変化した時に検出器の内部でシフト信号を生成して、これを入力部に入力するようにしてもよく、或いは、検出器が検出した値が所定の値を横切った時に検出の内部でシフト信号を生成するようにしてもよい。
【００１６】
本発明の上記目的又は他の目的、その作用効果は、以下の本発明の好ましい実施例の詳しい説明から明らかになろう。
【００１７】
【実施例】
以下に、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明する。
図７は、実施例の圧力センサのブロック図である。同図において、参照符号１は、圧力導管内の圧力を検出する圧力検出部を示す。圧力センサは、シフト信号を受けるシフト入力部２と、検出圧力を別の値にシフトするときのシフト量を設定するシフト量設定部３を有し、圧力検出部１からの検出圧力は、検出値変換部４において、シフト量設定部３で設定されたシフト量に基づいて変換され、シフト後の値が表示部５に表示される。
【００１８】
また、圧力センサは、上記シフト量設定部３により検出圧力の絶対値をゼロにシフトする場合には、ゼロを基準に例えばキー入力によってしきい値を設定するしきい値設定部６を有し、検出値変換部４からのシフト後の検出値は、出力判定部７でしきい値と対比され、これよりも大きいか又は小さいかによって出力部８を通じて信号が出力される
【００１９】
圧力センサは、また、シフトタイミング遅延部９を構成する内蔵タイマを有し、ＰＬＣなどの外部機器からシフト信号がシフト入力部２に入力されると、この内蔵タイマが起動し、遅延時間である上記所定時間Ｔｏが経過した後に、上記の検出値変換部４での検出値のシフトが行われる。
【００２０】
第１実施例（図８〜図１０）
　ＰＬＣからのシフト信号が入力してから実際にシフトを行うまでの遅延時間Ｔｏは圧力センサ内で自動設定される。所定時間Ｔｏの設定に関し、ワークの吸着確認に圧力センサを用いた場合を例に、圧力センサが備えるしきい値及び遅延時間設定モードでの手順を図８のフローチャートに基づいて説明する。図９は、吸着器でワークを吸着する過程における圧力導管内の圧力変動を示す。時系列で説明すると、吸着器に連結された比較的小径の圧力導管のバルブを開いて真空源と連通すると（ポイントａ）、圧力導管の管路抵抗によってワークを吸着していなくても真空度がある程度まで上昇する（ポイントｂ）。次いで、ポイントｃでワークの吸着を開始すると、圧力導管内の真空度が更に上昇し、ポイントｄでワーク吸着が完了する。その後、ポイントｅで真空破壊することにより吸着器からワークが離脱する。ここに、ポイントｃとｄとの間の圧力差が、圧力センサによる本来の検出領域である。なお、ワークの吸着は、図外のＰＬＣによって制御される。すなわち、ポイントａ（正確に言えば、ポイントａの前でＰＬＣからの信号によってバルブを開き、バルブの応答遅れを伴ってポイントａに至る）及びｅで、ＰＬＣからの信号によってバルブの開閉が行われる。
【００２１】
以上のことを前提として、しきい値及び遅延時間設定モードでの上記所定期間Ｔｏの自動設定に関する図８のフローチャートを説明すると、ステップＳ１０〜Ｓ１４はしきい値設定のためのフローである。先ずステップＳ１０で、圧力導管のバルブを開いてワークの吸着を行い（図９のポイントｄ〜ｅ）、次のステップＳ１１で、圧力センサのキー（操作ボタン）を押して、ワークを吸着したときの圧力（負圧）値Ｐ１を読み込む。次いで、ステップＳ１２でワーク無しで吸着器に連なる圧力導管のバルブを開いて真空源と連通させて圧力導管の負圧を上昇させ、図９のポイントｂ〜ｃの圧力値Ｐ２になったらキー（操作ボタン）を押して、この圧力値Ｐ２を読み込む。
【００２２】
次いで、ステップＳ１４で、次の式に基づいてしきい値Ｐｔｈを設定する。
Ｐｔｈ＝｛（Ｐ１＋Ｐ２）／２｝−Ｐ２
【００２３】
次のステップＳ１５で、Ｐ２を挟んでその上に一定の幅を有するＰ３と、下に一定の幅を有するＰ４を設定して、このＰ３とＰ４とで、基準状態Ｐ２に一定の幅を与えたシフト入力期待圧力領域を設定する。
【００２４】
次のステップＳ１６でワーク吸着器やＰＬＣを含むワーク吸着システムを通常の可動状態で連続運転させた後に、圧力センサのタイマ設定キー（操作ボタン）を押して、シフトタイマ値自動設定フローを開始する（ステップＳ１７）。
【００２５】
シフトタイマ値自動設定フローでは、先ず、ステップＳ１８で圧力センサに内蔵したタイマの初期化を行い、圧力センサのタイマ設定キーが再度押されるまで、ステップＳ２０〜Ｓ２５で、ＰＬＣからのシフト信号が入力されてから上記シフト入力期待圧力領域（Ｐ３、Ｐ４）に出入りする時間ｔ１、ｔ２を反復的に読み込んで記憶し（ステップＳ２１）、ｔ１をＴ１に設定し（ステップＳ２３）、ｔ２をＴ２に設定する（ステップＳ２５）。
【００２６】
そして、ユーザが圧力センサのタイマ設定キーを再び押すと、次の式に基づいてシフトタイマ値Ｔｏを設定する。
Ｔｏ＝（Ｔ１＋Ｔ２）／２
【００２７】
以上の設定動作によって、しきい値は、吸着器に連なる圧力導管内の負圧が安定してワーク吸着の準備が整ったときの負圧を基準状態とし、この基準状態のときの圧力をゼロとしたときの変化量がしきい値Ｐｔｈとして設定され、また、ＰＬＣからのシフト信号が入力されてから基準状態となるまでの時間、より詳しくは、基準状態となってから実際にワーク吸着が行われるまでの中間時点までの時間Ｔｏが自動設定されることになる。
【００２８】
圧力センサは、ＰＬＣからのシフト信号を受け取ると内蔵タイマが起動し、この内蔵タイマによって計測した上述したシフトタイマ値Ｔｏが経過すると検出圧力値のシフトが行われる。すなわち、シフト時間Ｔｏが経過すると、ワーク吸着システムは、基準状態からの変化量であるしきい値Ｐｔｈと、この基準状態からの変化量に変換した検出圧力との対比で吸着検出を行う。これにより、図１０に示すように、例えば検出圧力の絶対値が変動しても安定した吸着検出を行うことができる。
【００２９】
また、ＰＬＣからシフト信号が入力された後、実際にシフトを行うまでの遅延時間として、ほぼ基準状態になった時点（ポイントｂ）と、この基準状態を脱する時点（ポイントｃ）との間の中間時点にシフトタイマ値Ｔｏを設定したことから、ワーク吸着システムの実際の稼働状態で圧力の変化に多少の時間的な変動があったとしても、何らの支障もなく、適切に検出圧力をシフトすることができ、安定した吸着検出を行うことができる。
【００３０】
第２実施例（図１１〜図１３）
　この第２実施例は、図１１から最も良く理解できるように、しきい値の基準（基準状態）として、吸着を開始した時点つまり図１１の２段目の波形の立ち上がり点の圧力を基準状態としてしきい値Ｐｔｈを設定するようになっている。
【００３１】
これを実現するには、第１ステップとして、図１２に示すように、吸着装置をワーク無しで連続稼働させ、１サイクルでの圧力のピーク値を取得し、その平均値又は好ましくは最大値Ｐｍａｘを代表値として求める。
【００３２】
次いで、第２ステップとして、図１３に示すように、吸着装置をワーク有りで連続稼働させ、各サイクルでの圧力がステップ１で求めた代表値を横切る時間Ｔを取得し、その平均値又は好ましくは最小値Ｔｍｉｎを求め、これを遅延時間Ｔｏとして設定する。
【００３３】
また、この第２ステップで、各サイクルでの圧力のピーク値を取得し、その平均値又は好ましくは最小値Ｐｍｉｎを代表値として求める。次いで、第１ステップで求めた最大値Ｐｍａｘと第２ステップで求めた最小値Ｐｍｉｎとの間の中間値をしきい値Ｐｔｈとして設定する。
【００３４】
以上の設定により、遅延時間Ｔｏとしきい値Ｐｔｈが自動設定され、図１１に図示のように、２段目の波形の立ち上がり点でシフトが行われることになる。
【００３５】
第３実施例（図１４〜図１６）
　上述した第２実施例の遅延時間及びしきい値の自動設定に関する変形例（第３実施例）を図１４〜図１６に示す。この第３実施例は、図１４に示すような圧力波形の場合に好適である。
【００３６】
すなわち、極めて短いタクトが設定されて、圧力状態が安定化する前に吸着動作を開始するような場合には、２段目の波形の立ち上がり点と遅延時間とが一致せず、場合によって、ワーク無しの圧力Ｐ１がしきい値を超えてしまう可能性がある。
【００３７】
図１５を参照しつつ図１６のフローチャートに従って、第３実施例である遅延時間及びしきい値Ｐｔｈの設定モードでの手順を説明すると、ステップＳ３０で、ワーク無しの状態で吸着装置を連続稼働させ、ステップＳ３１で、圧力センサに設けられているキースイッチを押し下げて、第１ステップのサンプリングつまりワーク無しのときの圧力値のサンプリングを開始し（ステップＳ３１）、このサンプリングを一回以上のサイクルで反復して行って各サイクルでのピーク値を取り込み、その中の最大値Ｐ１を記憶（ステップＳ３２）した後、再びキースイッチを押し下げて第１ステップの処理を終える（ステップＳ３３）。
【００３８】
次いで、ステップＳ３４で、ワークを吸着させる状態で吸着装置を連続稼働させ、ステップＳ３５で、キースイッチを押し下げて、第２ステップのサンプリングつまりワーク有りのときの圧力値のサンプリングを開始する。次いで、このサンプリングを一回以上のサイクルで反復して行って各サイクルでのピーク値を取り込み、その中の最小値Ｐ２を記憶する。また、各サイクルで、上記第１ステップで求めた最大値Ｐ２を超えるときの時間Ｔを取り込み、その中の最小値Ｔｍｉｎを記憶する（ステップＳ３６）。次いで、再びキースイッチを押し下げて第２ステップの処理を終える（ステップＳ３７）。
【００３９】
次に、ステップＳ３８で、再びワーク無しの状態つまりワークを吸着させないで吸着装置を連続稼働させ、ステップＳ３９で、キースイッチを押し下げて第３ステップのサンプリングを開始する。この第３ステップのサンプリングは、一回以上のサイクルで反復して行って各サイクルで、上記時間Ｔｍｉｎでの圧力を取り込み、その中の最大値を取り込み、その中の最小値Ｐ３を記憶する（ステップＳ４０）。次いで、再びキースイッチを押し下げて第３ステップの処理を終える（ステップＳ４１）。
【００４０】
次いで、ステップＳ４２で、（Ｐ２−Ｐ３）／２の値を演算して求め、ワーク有りのときはＰ１をゼロシフトの基準値とし、ワーク無しのときはＰ３をゼロシフトの基準値とした（Ｐ２−Ｐ３）／２を最終しきい値として設定し、また、上記時間Ｔｍｉｎをシフトタイマ値つまり遅延時間として設定する。
【００４１】
（Ｐ２−Ｐ３）／２をしきい値として設定することにより、図１４に図示した波形であっても適切なワーク吸着の有無の検出を行うことができる。
【００４２】
上記の第３実施例を実現する圧力センサをブロック図で示せば図１７のとおりである。すなわち、圧力センサは、圧力を検出する圧力検出部１０と、シフト信号を受けて検出圧力を別の値にシフトするときのシフト量を設定するシフト量設定及び入力部１１を有し、圧力検出部１０からの検出圧力は、検出値変換部１２において、シフト量設定及び入力部１１で設定されたシフト量に基づいて変換され、シフト後の値が表示部１３に表示される。
【００４３】
また、圧力センサは、内蔵タイマで構成されるタイミング検知部１４を有し、しきい値設定モードのときに、上述したタイミングの圧力に基づいてしきい値を設定するしきい値設定部１５を有し、実際の稼動では、検出値変換部１２からのシフト後の検出値は、出力判定部１６でしきい値と対比され、これよりも大きいか又は小さいかによって出力部１７を通じて信号が出力される。
【００４４】
第３実施例の変形例
　上述した第３実施例の変形例を図１５、図１６を再び参照して説明すると、ステップＳ３６で、圧力が急激に大きく変化する圧力変動の不連続点の圧力Ｐ４をサンプリングする。なお、１サイクル内に圧力変動の不連続点が一以上存在する場合には、前述した第１ステップ（図１６のステップＳ３０〜ステップＳ３３）で求めた最大値Ｐ２を超えるときの時間Ｔに最も近い点を代表サンプリング点として各サイクル毎に１つずつ代表サンプリング点の圧力をサンプリングすると共に、この代表サンプリング点の時間Ｔａを取り込んで、これら時間Ｔａのうち最も小さな値Ｔａｍｉｎを記憶する。また、代表サンプリング点の圧力値のうち最大の圧力値Ｐ４を記憶する。次いで、図１６のステップＳ３８〜Ｓ４１を省いて、図１６のステップＳ４２で、｛（Ｐ１＋Ｐ２）／２｝−Ｐ４の値を演算して求め、圧力Ｐ４をゼロシフトの基準値とした｛（Ｐ１＋Ｐ２）／２｝−Ｐ４をしきい値として設定すると共に、上記時間Ｔａｍｉｎをシフトタイマ値つまり遅延時間として設定するようにしてもよい。
【００４５】
以上、本発明の好ましい実施例を圧力センサを例に説明したが、検出値のシフトに関し、例えば、光電センサによるワークの検知であれば、ワークが存在してない状態を基準とし、このときの検出光量を所定のシフト量だけシフト（典型的にゼロにシフト）することが行われているが、このように基準となる状態の物理量の絶対値と、検出した物理量の絶対値とが大きく変動するような場合に、物理量の絶対値でしきい値を設定して、このしきい値と検出値とを対比すると誤検出する可能性があるが、このような場合に本発明を好適に適用して誤検出を回避することができる。他に、近接スイッチ、温度調節器などについても同様に、本発明を好適に適用することができる。
【００４６】
また、実施例の説明では、ＰＬＣなどの外部機器からのシフト信号を起点として遅延時間Ｔｏを設定するようにしたが、図９の例えばポイントａのように検出値が大きく変化する状態を検知して、検出値が大きく変化した時に検出器内部でシフト信号を生成して、検出値が大きく変化した時を起点に遅延時間Ｔｏを設定するようにしてもよく、或いは、検出値が、例えばポイントａとｂとの間の所定の値を横切った時に検出器内部でシフト信号を生成して、検出値が所定の値を横切った時を起点に遅延時間Ｔｏを設定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の検出方法を説明するための図である。
【図２】図１と同様に、従来の検出方法を説明するための図である。
【図３】図１、図２と同様に、従来の検出方法を説明するための図である。
【図４】本発明の検出方法の基本的な考え方を説明するための図である。
【図５】図４と同様に、本発明の検出方法の基本的な考え方を説明するための図である。
【図６】図４、図５と同様に、本発明の検出方法の基本的な考え方を説明するための図である。
【図７】実施例の圧力センサのブロック図である。
【図８】第１実施例でのシフトタイマ値の自動設定の手順を説明するためのフローチャートである。
【図９】第１実施例でのしきい値設定方法を説明するための図である。
【図１０】第１実施例での作用効果を説明するための図である。
【図１１】第２実施例でのしきい値及び遅延時間の設定を説明するための図である。
【図１２】第２実施例でのしきい値及び遅延時間の設定手順を説明するための図である。
【図１３】第２実施例でのしきい値及び遅延時間の設定手順を説明するための図である。
【図１４】第２実施例で設定されたしきい値及び遅延時間を説明するための図である。
【図１５】第２実施例の変形例のおけるしきい値及び遅延時間の設定手順を説明するための図である。
【図１６】第２実施例の変形例のおけるしきい値及び遅延時間の設定手順を説明するためのフローチャートである。
【図１７】第２実施例の変形例を実現することのできる圧力センサのブロック図である。
【符号の説明】
１　　　圧力検出部
２　　　シフト信号入力部
３　　　シフト量設定部
４　　　検出値変換部
９　　　シフトタイミング遅延部
Ｐｔｈ　　　設定しきい値
Ｔｏ　　　設定シフトタイマ値
【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】
2004003923.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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