JP6287677B2 - 多光軸光電センサ - Google Patents

Description

本発明は、多光軸光電センサに関する。本発明は、特に、フローティングブランキング機能、ブランキング監視機能を備えた多光軸光電センサに関する。

一般に、多光軸光電センサは、複数の投光素子が一列に配置された投光部と、投光素子と同じ数の受光素子が一列に配置された受光部とを備える。受光素子は投光素子と対向するように配置されており、発光素子と受光素子とが光軸を形成する。このように一列に配列された複数の光軸の一端から他端までが検出エリアとなる。

投光部は、各投光素子を発光させる。受光部は、投光素子の発光に応じて、各投光素子に対応する受光素子から受光信号を取り出して受光量を測定する。測定された受光量の大きさから受光部は、投光器からの光を受光あるいは遮光されているか否かを判定する。

このような多光軸光電センサは、プレス機や折り曲げ機等作業者が誤って進入しないよう生産設備の周囲に設置される。多光軸光電センサでは、いずれかの光軸が遮光されていると判断した場合に、生産設備の周囲に作業者が進入したとみなし、生産設備に停止信号を出力する。この停止信号の出力により、生産設備を停止させ作業者の安全を確保する。

多光軸光電センサにおける安全機能は、検出エリアのいずれかの光軸に遮光状態が発生すると、遮光される光軸の数に関係なく、直ちに停止信号を出力し、生産設備の動作を停止させるものである。しかし、生産設備によっては、多光軸光電センサの検出エリアの一部が生産設備によって遮光された状態で使用されることがある。このような生産設備に対応するため、多光軸光電センサは、光軸が遮光された場合であっても、予め設定された特定の条件を満たす場合には停止信号を出力しない（無効化する）ブランキング機能を有する。

特に、検出エリア内において生産設備が移動する場合には、遮光光軸の位置や数が生産設備の動きに合せて変化するため、これに対応して同時に遮光される光軸数が設定された光軸数の範囲内であれば停止信号を出力しないフローティングブランキング機能が設けられる。

従来の多光軸光電センサの例として、特開平２−２７１１９９号公報（特許文献１）には、工作機の光線式安全装置が開示されている。特許文献１には、工作に先立って全光軸のスキャンを行ない、予め遮光が検出された光軸を記憶し、その後記憶した光軸以外の光軸において遮光が検出された際に、予定していた遮光物体以外の物体が危険領域内に入ったと判断して工作機を停止することが開示されている。

また、フローティングブランキング機能を備えた多光軸光電式安全装置は、特許第４４８１５４９号公報（特許文献２）において開示されている。フローティングブランキング機能をライトカーテンの検出エリアの一部に設定し、フローティングブランキング機能が設定された領域では所定数の光軸の遮光があった時に、遮光状態と判定し、それ以外の領域においては、少なくとも１光軸の遮光によって遮光状態が成立したとして生産設備へ停止信号を出力することが開示されている。

特開平２−２７１１９９号公報 特許第４４８１５４９号公報

フローティングブランキング機能が有効である間、遮光物体に想定外の異常（例えば位置ずれ、部品の破損、部品外れなど）が生じて遮光物体の遮光光軸数が減少した場合、人体が検出エリアに進入したとしても、遮光される光軸数が設定された光軸数の範囲内である限り、生産設備は停止しない。そのような場合、作業者の安全性という点で問題がある。そのため、一般にブランキング機能を有効にしている間、遮光されている光軸数の変化を監視することで生産設備に代わって人体等が進入したおそれがあるかどうかを監視する。具体的には、ブランキング機能が有効である間、遮光されている光軸が入光となり遮光されている光軸数が設定された光軸数の範囲を超えて減少した場合に、検出エリアが危険な状態だと判断して強制的に機械を停止させるための停止信号を出力するブランキング監視機能を持つ。

また、安全規格IEC-61496-2では、ブランキング機能によって無効化されている光軸が
遮光されている間は監視されるべきとの要求があり、監視が必要となってきている。したがって、ブランキング機能有効時に、光軸の遮光が継続している間は無効化されている光軸は監視されている状態でなければならない。すなわち、ブランキング機能有効時には、ブランキング監視機能も有効となっていることが安全性の面から必要である。

しかし、従来のフローティングブランキング監視機能は、検出エリア内で移動する生産設備を前提としており、検出エリアの内外に渡って移動する生産設備は想定されていない。例えば、ロボットが検出エリア内外に渡って作業をする場合、検出エリアフローティングブランキング機能に加えてフローティングブランキング監視機能を有効にすると、ロボットが検出エリア内から検出エリア外へ進出した時点で、遮光されている光軸数が全て入光となるため、停止信号が出力されロボットが停止する。したがって、停止したロボットを再起動させる必要があり、再起動後再度フローティングブランキング監視機能を有効にしなければならない。ロボットが検出エリア外に進出する度に停止し、再起動するとなると、ロボットの生産効率の面からも問題である。よって、従来、検出エリアの内外に渡って移動する生産設備に対してブランキング機能を有効にする際には、ブランキング監視機能を実質的に有効にすることができなかった。

しかし、このような場合、ブランキング監視機能が働かない状態でロボットを稼働させるため、ブランキング中にロボットの代わりに人体が進入したことを検出できなくなり、作業者の安全性の面から問題がある。よって、生産設備が検出エリア内外に渡って作業をする場合においても、生産設備による遮光を監視できることが望ましい。

そこで、本発明の目的とするところは、多光軸光電センサの検出エリア内外に渡って生産設備が移動する場合において、生産設備が検出エリアの外に出るたびに停止信号を出力して生産設備を停止させることなく、フローティングブランキング機能とブランキング監視機能を同時に機能させる多光軸光電センサを提供することである。

本発明のある局面に係る多光軸光電センサは、直線状に整列配置された複数の投光素子を有する投光部と、複数の投光素子にそれぞれ対向配置された複数の受光素子を有する受光部と、複数の投光素子と複数の受光素子との間に形成される複数の光軸を検出エリアとし、光軸の選択が１スキャンするごとに複数の光軸の各々が遮光状態にあるか否かを判定し、その判定結果に基づいて検出信号を出力する検出処理部と、検出エリア内を移動可能
な機械が検出エリア内へ進入する直前に第１の信号を受信し、かつ、機械が検出エリア内から検出エリア外へと進出する直前に第２の信号を受信する受信部とを備える。検出処理部は、機械によって複数の光軸のうちのいずれか少なくとも１つの光軸が常時遮光状態となる場合に、遮光状態となる光軸の数が予め設定された最大光軸数より大きいときには、検出信号を出力するフローティングブランキング機能と、遮光状態となる光軸の数が予め設定された最小光軸数より小さいときにも、検出信号を出力するブランキング監視機能と、を備え、受信部が受信した信号に応じてフローティングブランキング機能、および、ブランキング機能を有効または無効とする。

好ましくは、検出処理部は、第１の信号の受信した場合、フローティングブランキング機能を有効にし、フローティングブランキングが有効になった後、遮光状態にある光軸の数が最小光軸数以上であることを検出した場合に、ブランキング監視機能を有効にし、第２の信号の受信後に、ブランキング監視機能を無効にし、さらに第２の信号の受信後に光軸のうち全ての光軸が入光状態となった場合に、フローティングブランキング機能を無効にする請求項１に記載の多光軸光電センサ。

好ましくは、検出処理部は、常時フローティングブランキング機能を有効にし、第１の信号の受信後、遮光状態にある光軸の数が最小光軸数以上であることを検出した場合に、ブランキング監視機能を有効にし、第２の信号の受信後に、ブランキング監視機能を無効にする請求項１に記載の多光軸光電センサ。

好ましくは、検出処理部は、常時フローティングブランキング機能を有効とし、第１の信号の受信後、ブランキング監視機能を設定し、さらに第１の信号の受信後に第２の信号の受信した時、検出処理部は、ブランキング監視機能を無効とする。

本発明によれば、検出エリア内外に渡って生産設備の一部が可動する場合においてもブランキング監視機能を維持でき、装置安全を維持したままブランキング機能の継続が可能となる。

本発明の実施の形態に係る多光軸光電センサの外観図である。 本発明の実施の形態に係る多光軸光電センサを備えたシステムの構成例を模式的に示した図である。 本発明の実施の形態に係る生産設備の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る多光軸光電センサの動作フローチャートである。 本発明の実施の形態に係る多光軸光電センサの動作フローチャートである。

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

図１は、本発明が適用される多光軸光電センサの外観を示す。この実施例の多光軸光電センサＳは、投光器（投光部）１と受光器（受光部）２とを対にしたものである。投光器１は発光素子１１を有しており、筐体１０１の中に発光素子１１および制御基板が収容されている。同様に、受光器２は受光素子２１を備え、筐体１０２の内部に制御基板とともに収容されている。また、各筐体１０１，１０２の下端部からは、それぞれ接続用のコード１０１ａ，１０２ａが引き出される。

各筐体１０１，１０２の前面には、光を通過させるための窓部が形成されている。発光
素子１１および受光素子２１は、投光面または受光面を窓部に対向させて、筐体１０１，１０２の長手方向に沿って整列するように配置される。これらの発光素子１１と受光素子２１とが一対一の関係で対向するように投光器１と受光器２とを所定の間隔を隔てて対向配備することにより、両者の間に複数の光軸による検出エリアＲが形成される。

投光器１および受光器２の各コード１０１ａ，１０２ａには通信ラインを含む複数の信号線が含まれている。これらの信号線は、各コード１０１ａ，１０２ａに接続された延長コードにより分岐され、双方の通信ラインが接続用のコードやコネクタなどを介して連結される。その他の信号線には、図２に示す電源ラインや出力ラインのほか、図示しない設定入力用の信号線が含まれる。

通信用ケーブル１０１ａ、１０２ａには、分岐コネクタ３を介して通信ユニット４が連結される。通信ユニット４は、分岐コネクタ３およびパーソナルコンピュータ５に接続される。

図２は、上記のセンサＳの主要な回路構成を示す。投光器１は、たとえば発光ダイオード等の発光素子１１を含み、発光素子１１を個々に駆動させる駆動回路１２、光軸順次選択回路１３、記憶回路１４、処理回路１６，通信回路１７、電源回路１８などを有する。各発光素子１１は、それぞれ駆動回路１２および光軸順次選択回路１３を介して処理回路１６に接続される。

光軸順次選択回路１３は、各発光素子１１の駆動回路１２を順に処理回路１６に接続する。光軸順次選択回路２４は、各受光素子２１に対応するアンプ２２およびスイッチ２３を順に処理回路２６に接続する。

受光器２は、例えばフォトダイオード等の受光素子２１、受光素子２１毎の増幅回路２２およびアナログスイッチ２３、光軸順次選択回路２４、制御回路２５、処理回路２６、通信回路２７、電源回路２８、出力回路３１を有する。また各アナログスイッチ２３から制御回路２５への伝送ライン２９には、増幅回路２０１やＡ／Ｄ変換回路が設けられる。

投光器１および受光器２の各電源回路１８，２８は、外部にある共通の外部電源（直流電源）１５に接続され、各通信回路１７，２７は相互に接続される。また受光器２の出力回路３１からは、検出信号を出力するために２本の出力ラインが引き出される。これらの出力ラインは、危険領域内の機械の電源供給回路に接続される。

多光軸光電センサＳからの検出信号は、例えば生産設備のように危険側エリア内に設置された機械の電源供給回路に出力される。多光軸光電センサＳからＨ（論理ハイ）レベルの信号が出力される。検出エリアの少なくとも一部が遮光された場合、多光軸光電センサＳの出力が停止する。つまり、検出信号のレベルがＨ（論理ハイ）レベルからＬ（論理ロー）レベルに切替えられる。

処理回路１６，２６は、ＣＰＵおよびメモリ等を具備するマイクロコンピュータなどにより構成される。処理回路１６，２６は、毎時の受光量を所定の閾値と比較することによって、各光軸が入光あるいは遮光のいずれの状態であるかを判定する。さらに、処理回路１６，２６は、光軸の選択が一巡する都度、光軸ごとの判定結果を統合して、検出エリアＲ全体としての遮光の有無を判定する。また、処理回路１６は、検出エリアをフローティングブランキングエリアとして設定することが可能である。ブランキング機能が有効に設定されている際には、予め設定されている光軸数よりも大きい光軸数が遮光されているかどうかにより、出力判定を行う。

制御回路２５は、処理回路２６によって判定された入光あるいは遮光の結果を受け付け、結果に応じて出力回路３１を通じて生産設備６に停止信号の出力を行う。通信回路１７，２７は、ＲＳ４８５に準拠する通信インターフェースであって、投光器１と受光器２との間における信号のやりとりを制御する。

記憶回路１４，２９には、同じ筐体内の処理回路１６，２６の動作に必要なプログラムやパラメータ、フローティングブランキングに関する設定情報などが保存される。

出力回路３１は、外部接続端子３２を介して生産設備６への電源供給回路に組み込まれたスイッチ機構（図示せず）に接続される。出力回路３１からの出力信号がＨレベルであれば、スイッチ機構が閉じて生産設備６に電源が供給される。一方、出力回路３１からの出力信号がＬレベルであれば、スイッチ機構が開いて生産設備６が停止する。

電源回路１８，２８は、共通の外部電源１５（直流電源）から電源の提供を受け、投光器１と受光器２とにそれぞれ電源を供給する。

分岐コネクタ３は投光器１と受光器２との間の通信線および電源ラインを分岐する。専用コードには分岐した通信線や電源ラインが収納される。専用コードには通信ユニット４が接続される。通信ユニット４はパーソナルコンピュータ５に接続される。

通信ユニット４は、投光器１及び受光器２とデータ通信を行うことが可能な通信回路４１と、電源回路４３と、通信変換器４２を有する。通信回路４１はＲＳ４８５規格のインターフェースである。電源回路４３は分岐コネクタ３を介して外部電源１５からの電源を取り込み、通信ユニット４内の各部に供給する役割を果たす。通信変換器４２は、ＲＳ４８５規格の信号をシリアル変換して、たとえばＲＳ２３２ＣあるいはＵＳＢ（Universal
Serial Bus）等の規格に準拠した信号を出力する。

通信変換器４２は、パーソナルコンピュータ５を通じて、ブランキングを行う多光軸光電センサの光軸に関する情報を受け取り、通信回路４１を通じて受光器２へと送信する。

光軸順次選択回路１３と光軸順次選択回路２４とが同期して、複数の発光素子１１が順次点灯するとともに、複数の受光素子２１が受光信号を順次出力する。処理回路１６，２６は、通信回路１７，２７によって、発光素子１１と受光素子２１との動作を制御するための信号を同期させる。

上記のように、投光器１と受光器２とは、通信用ケーブル１０１ａ、１０２ａによる通信を利用して互いに同期している。しかしながら投光器１と受光器２とは、光通信を利用して互いに同期してもよい。

パーソナルコンピュータ５は、たとえば通信ユニット４を介して受けたデータを表示する。パーソナルコンピュータ５は、多光軸光電センサＳに設定する各種のパラメータ等を表示してもよい。例えば、ユーザは、パーソナルコンピュータ５を使ってフローティングブランキング機能およびブランキング監視機能に関する設定値を任意に指定することができる。ユーザがパーソナルコンピュータ５を使ってフローティングブランキング機能およびブランキング監視機能に関する設定値を設定すると、入力された情報を通信回路４１を通じて記憶回路２９に記憶させることができる。

また、本実施の形態において、多光軸光電センサＳは、多光軸光電センサＳにおける光軸の選択が一巡（１スキャン）するごとに、検出エリアＲ全体としての遮光の有無を判定し、その判定結果に基づいて検出信号を出力する検出処理部を備える。具体的には、検出
処理部は、光軸の選択が１スキャンするごとに各光軸が遮光状態にあるか否かを判定し、光軸ごとの判定結果を統合して、検出エリアＲ全体としての遮光の有無を判定する。検出エリアＲが全く遮光されていない場合、検出処理部は「非検出」の状態を示す信号を出力する。一方、検出エリアＲの少なくとも一部が遮光された場合には、検出処理部は「検出」の状態を示す信号を出力する。

一方、検出エリアＲ内を移動可能な特定の物体、例えば、被駆動体６０によって複数の光軸のうちのいずれか少なくとも１つの光軸が常時遮光状態となる場合には、フローティングブランキング機能が有効に設定される。フローティングブランキング機能が有効に設定されると、検出処理部は、複数の光軸のうち被駆動体６０によって遮光状態となる一部の光軸についての入光／遮光の判定結果を無効化する。具体的には、検出処理部は、遮光状態となる光軸の数が予め設定された最大光軸数より大きいときに、「検出」の状態を示す信号を出力する。検出処理部はさらに、遮光状態となる光軸の数が予め設定された最小光軸数より小さいときにも、「検出」の状態を示す信号を出力する。なお、最大光軸数および最小光軸数は、フローティングブランキング機能およびブランキング監視機能に関する設定値に相当する。

なお、多光軸光電センサＳが備える検出処理部は、たとえば受光器２側の処理回路２６、投光器１側の処理回路１６、またはパーソナルコンピュータ５によって実現可能である。

多光軸光電センサＳは、以下のように物体検出処理を行う。まず、投光器１と受光器２との間で投受光処理が行なわれる。投受光処理では、処理回路１６は、信号光発生のために所定の時間毎にタイミング信号を発生させて、これを光軸順次選択回路１３に与える。光軸順次選択回路１３は、各発光素子１１に対応する駆動回路１２を順に処理回路１６に接続する。これにより、処理回路１６からのタイミング信号が各駆動回路１２に順に与えられて、各発光素子１１の順次発光動作が実現する。さらにタイミング信号は、通信回路１７，２７を介して受光器２側の処理回路２６にも与えられる。

受光器２において、各受光素子２１からの受光出力は、アンプ２２およびスイッチ２３を介して処理回路２６に送出される。処理回路２６は、投光器１からのタイミング信号を光軸順次選択回路２４に送って、各光軸のスイッチ２３を順にオン動作させ、信号光を発光した発光素子１１に対応する受光素子２１からの受光出力を取り込むとともに、各受光出力をそれぞれ所定のしきい値と比較して、各光軸が遮光状態であるか否かを判定する。すべての光軸に対する受光出力の取り込みが終了すると、処理回路２６は光軸ごとの判定結果をまとめて最終的な判定処理を行なって、その判定結果を示す検出信号を生成し、生成した検出信号を停止信号として出力回路３１を介して外部に出力する。

一方で、フローティングブランキング機能が有効に設定されている際には、検出処理部は、物体のサイズおよび検出エリアＲ内における物体の位置に応じて、予め無効化したい光軸の数である最大光軸数を設定し、最大光軸数以下の遮光光軸数となる遮光判定結果が得られた場合、無効化する。

また、多光軸光電センサＳは、フローティングブランキング機能の使用中に特定の物体の存在を監視するブランキング監視機能を備えている。詳細には、特定の物体が検出エリアＲに存在しなくなった後において、フローティングブランキング機能が有効状態に維持されていると、検出エリアＲ内に別の物体（たとえば人体）が侵入し、当該遮光状態となる光軸の数が最大光軸数以下である場合、多光軸光電センサＳは当該物体を検出することができないという事態が生じる。これを防止するために、フローティングブランキング機能が有効である間に、遮光されている光軸が予め設定された最小光軸数を下回る場合に、
フローティングブランキング機能の異常とみなし、検出信号を生成し、生成した検出信号を出力回路３１を介して外部に出力することで機械の動作を強制的に停止させる。あるいは、フローティングブランキング機能を解除することにより、検出エリアＲの一部が遮光された場合には、検出処理部が「検出」の状態を示す信号を出力するようにする。

図３は、本発明の実施の形態に係る生産設備６の機能ブロック図である。生産設備６は、例えばロボットであり、被駆動体６０と、サーボモータ６１と、エンコーダ６２と、サーボドライバ６３と、コントローラ６４とを備える。被駆動体６０はたとえばロボットアームである。

サーボモータ６１は、たとえばＡＣサーボモータである。エンコーダ６２は、サーボモータ６１に直接取り付けられる。また、サーボモータ６１によって駆動される被駆動体６０に取り付けられる。エンコーダの回転量は、エンコーダ１回転当たりのカウント数に、エンコーダが回転した回数を乗算したエンコーダカウント値が用いられる。エンコーダ６２は、エンコーダカウント値を位置データとしてサーボドライバ６３に送信する。よって、サーボドライバ６３は、エンコーダからのエンコーダカウント値を知ることで、サーボモータ６１によって駆動される被駆動体６０の位置情報を得ることが出来る
サーボドライバ６３は、コントローラ６４から指令信号と、エンコーダ６２から出力されたエンコーダカウント値とを受信する。サーボドライバ６３は、コントローラ６４からの指令信号およびエンコーダ６２からのエンコーダカウント値に基づいて、サーボモータ６１を駆動する。
サーボドライバ６３は、コントローラ６４からの指令に基づいて、サーボモータ６１の動作がコントローラ６４からの指令値に追従するようにサーボモータ６１へ供給する電力や周波数を制御する。
コントローラ６４は、たとえばプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）、位置制御ユニット等であり、位置決め制御、速度制御、トルク制御などを行うためにサーボモータ６１の動作指令信号を送る。

コントローラ６４は、エンコーダ６２のエンコーダカウント値に基づいて、サーボモータ６１で駆動される機械要素の動作、具体的には位置と速度を監視すると同時に、監視状況に応じて入力回路３０にON、OFF信号を出力する。例えば、コントローラ６４は、エン
コーダ６２から読み取られたエンコーダカウンタ値を読み取って、被駆動体６０が多光軸光電センサＳに接近した位置に対応するOFF設定値になったときと、入力回路３０に対し
てOFF信号を発信する。また、コントローラ６４は、被駆動体６０が検出エリアＲに進入
した後、エンコーダカウンタ値が検出エリアＲから抜ける間際の位置に対応するON設定値になったとき、ON信号を入力回路３０へと発信することができる。尚、この例に限らず、OFF信号を発するのは、被駆動体６０が検出エリアＲを遮光する前のタイミングとなると
ように設定されていれば良く、ON信号を発するのは、被駆動体６０が検出エリアＲに侵入した後、検出エリアＲから抜け出す前のタイミングとなるように設定されていれば良い。

また、コントローラ６４に限らず、多光軸光電センサＳの周囲にセンサを配置することによっても被駆動体６０の移動方向を検出することが可能である。例えば、被駆動体６０の稼働領域内に、例えばエリアセンサを配置し、入力回路３０へと接続する。被駆動体６０が多光軸光電センサＳに接近した場合、エリアセンサが被駆動体６０の接近を検出し、OFF信号を入力回路３０へと発信する。処理回路２６は、コントローラ６４からのOFF信号とエリアセンサのOFF信号のいずれかまたは両方を用いて被駆動体６０の接近を判定し、
ブランキング機能を切り替えることが可能である。

図４は、本発明の実施の形態に係る多光軸光電センサＳにより実行される動作の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ１において、コントローラ６４は、被駆動体６０が検出エリアＲへ進入すること示すOFF信号を検出エリアＲ内へ入る前に送信し、入力回路３０はOFF信号を受信する。

ステップＳ２において、処理回路２６は、コントローラ６４からOFF信号を受信したら
、フローティングブランキング機能を有効にする。ここで、コントローラ６４から入力回路３０へのOFF信号の送信時間、入力回路３０から処理回路２６へのOFF信号の送信時間、処理回路２６の応答時間等を含め、コントローラ６４からのOFF信号の送信タイミングは
、処理回路２６が被駆動体６０が実際に検出エリアＲ内へ進入する前に、フローティングブランキング機能を確実に有効にできるように設定されている。したがって、フローティングブランキング機能が有効になる前に、被駆動体６０が、検出エリアＲへと入ることで光軸に遮光が発生し、停止信号が発信されることはない。

続いて、ステップＳ３において、処理回路２６は、遮光されている光軸数が最小光軸数以上であることを検出することを条件に、ブランキング監視機能を有効にする。ブランキング監視機能は、遮光光軸数を監視し、遮光光軸数が最小光軸数よりも小さい場合に、停止信号を出力する。そのため、被駆動体６０が検出エリアＲに進入する途中でブランキング監視機能を有効にすると、遮光光軸数が最小光軸数を下回ることで、直ちに停止信号を出力し、生産設備６が停止する。これを防ぐために、遮光光軸数が最小光軸数以上となった、つまり、被駆動体６０が検出エリアＲに確実に入ったことを確認できたことを条件に、ブランキング監視機能を有効としている。

次に、ステップＳ４において、被駆動体６０の検出エリアＲへの進入後、コントローラ６４は、被駆動体６０が検出エリアＲの外へ出ることを予告するON信号を入力回路３０へと送信し、入力回路３０はON信号を受信する。

続いて、ステップＳ５において、ブランキング監視機能を無効とする。ここで、ブランキング監視機能が有効である間に、被駆動体６０が検出エリアＲの外に出ると遮光光軸数が最小光軸数を下回ることで停止信号が出力される。それを防ぐため、ブランキング監視機能は、被駆動体６０が検出エリアＲ内に存在する間に、すなわち、遮光状態にある光軸の数が最小光軸数以上である間に、無効とならなければならない。そのために、コントローラ６４からの入力回路３０の送信時間、処理回路２６の応答時間等を含め、被駆動体６０が検出エリアＲ内に存在する間に処理回路２６がブランキング監視機能を確実に無効できるようにコントローラ６４からのON信号の送信タイミングは設定されている。

ステップＳ６において、処理回路２６は、全光軸が入光状態となることを条件に、フローティングブランキング機能を無効にする。被駆動体６０が検出エリアＲ内に存在している間に、フローティングブランキング機能を無効にすると、直ちに遮光の検出によって停止信号が出力されるため、被駆動体６０が検出エリアＲの外にいること、すなわち、全光軸が入光状態となっていることを確認できた後に、処理回路２６は、フローティングブランキング機能を無効とする。

ここで、フローティングブランキング機能は、フローティングブランキングの対象として設定された光軸数以下で遮光が発生している限りは、遮光を許容して生産設備６を停止させない。つまり、処理回路２６は、ブランキングの対象として設定された光軸数と実際に遮光されている光軸数とを比較し、検出された遮光光軸数が設定された光軸数以下であれば、停止信号を発信しない。すなわち、設定されている光軸数以下で遮光がある場合には、予め想定している被駆動体６０による遮光とし、停止信号を発信せずに生産設備６による作業を継続することができる。

一方、検出された遮光光軸数が、設定された光軸数よりも大きい場合、被駆動体６０以外の遮光物によって遮光がされているものとみなし、出力回路３１は停止信号を発信して生産設備６を停止させる。これにより、予め遮光を想定した物体による遮光の発生によっては、フローティングブランキング機能により生産設備６を止めることなく動作させ、予め想定していない遮光物による遮光があった場合には、生産設備６を停止させることができる。

フローティングブランキングのみが有効である間は、フローティングブランキングの対象として設定された所定光軸数以下である限り被駆動体６０の代わりに人が進入をすることも可能であるので、被駆動体６０に異常が発生した場合などには危険な状態が生じる。よって、被駆動体６０に代わって、人が進入しないよう遮光状態を監視する必要がある。本実施例において、ブランキング監視機能が有効である間、遮光物が検出エリアＲ内に存在する間は、遮光されている光軸が入光状態へと変化するかどうかを監視する。すなわち、フローティングブランキング機能を有効にしている間、遮光されている光軸数に減少が生じるどうかを受光素子２１の受光状態から処理回路２６が監視する。遮光されている光軸数に減少が生じた場合、出力回路３１は、停止信号を出力し生産設備６を停止させる。

被駆動体６０が検出エリアＲ内へ移動すること、検出エリアＲ内から検出エリアＲ外へ移動することは、コントローラ６４から多光軸光電センサＳへ入力される入力信号によって判断する。コントローラ６４は、サーボモータ６１で駆動される機械要素の動作から、被駆動体６０が検出エリアＲに対して、進入する方向に移動する場合に検出エリアＲへ接近し被駆動体６０が検出エリアＲに進入する前にON信号を出力する。その後、被駆動体６０が検出エリアＲから抜ける際には、抜ける前にOFF信号を多光軸光電センサＳに入力す
る。多光軸光電センサＳは、受信した信号をもとに上記のステップを実行する。

入力回路３０がOFF信号を受けると、ブランキング機能が有効となる。その後、検出エ
リアＲの光軸が遮光されていることを検知したら、ブランキング監視機能を有効にする。

処理回路２６は、被駆動体６０が検出エリアＲの外に抜けることを入力回路３０からON信号を検出できたかどうかによって判断する。上記の通り、コントローラ６４によって、被駆動体６０が検出エリアＲを抜ける直前のタイミングを検出し、ON信号を入力回路３０へと入力する。入力信号がONであることを検出した場合には、ステップＳ４においてブランキング監視機能を無効にする。

また、実際に被駆動体６０が検出エリアＲの内側か外側のいずれに存在しているかは、検出エリアＲの光軸が遮光されているかどうかによって判断する。つまり、処理回路２６は、全ての光軸が入光となったことを確認した後に、フローティングブランキング機能を無効とすることができる。また、被駆動体６０が検出エリアＲへ侵入後検出エリアＲの外側へと移動に要する時間を予めユーザが設定し、検出エリアＲ内への進入から、設定時間経過後にフローティングブランキング機能を無効とするようにしてもよい。

また他の実施形態として、検出エリアＲ内への進入と進出のタイミングに合せて、ブランキング監視機能のみを切り替えることも可能であり、図５はその動作を示すフローチャートである。本実施形態においては、まず多光軸光電センサＳが起動されると、フローティングブランキング機能も同時に有効となる。

ステップＳ１１において、多光軸光電センサＳは、被駆動体６０が検出エリアＲ方向へ接近してくることを示すOFF信号をコントローラ６４から受信する。ここで、被駆動体６
０は、この時点では検出エリアＲには進入しておらず、光軸の遮光が発生していない。

ステップＳ１２において、多光軸光電センサＳは、コントローラ６４からOFF信号を受
信した後、遮光光軸数が最小光軸数以上であることを検出したら、処理回路２６はブランキング監視機能を有効にする。前述のステップＳ３同様に、被駆動体６０が検出エリアＲに進入する途中でブランキング監視機能を有効として停止信号が出力されることを防ぐため、遮光光軸数が最小光軸数以上となった、つまり、被駆動体６０が検出エリアＲに確実に入ったことを確認できたことを条件に、ブランキング監視機能を有効としている。

次に、ステップＳ１３において、被駆動体６０の検出エリアＲへの進入後、多光軸光電センサＳは、被駆動体６０の検出エリアＲの外側へ抜けることを知らせるON信号をコントローラ６４から受信する。

続いて、ステップＳ１４において、処理回路２６は、ブランキング監視機能を無効とする。前述のステップＳ５同様、停止信号の出力を防ぐために、被駆動体６０が検出エリアＲ内に存在する間、すなわち、遮光状態にある光軸の数が最小光軸数以上である間に、処理回路２６がブランキング監視機能を確実に無効できるようにコントローラ６４からのON信号の送信タイミングは設定されている。

本実施例においては、被駆動体６０の検出エリアＲへの進入と進出に合せて、ブランキング監視機能のみを切り替え、フローティングブランキング機能については常に有効とする。ブランキング監視機能を被駆動体６０が検出エリアＲの外側へ移動する前に無効にできるので、被駆動体６０が検出エリアＲの外側へ移動し、遮光光軸が入光状態となっても出力回路３１は、停止信号を出力することはなく、生産設備６を停止しない。一方、進入時には再度ブランキング監視機能を有効にすることができるので、被駆動体６０が検出エリアＲの光軸を遮光している間、光軸の遮光状態を監視することができる。

今回開示された実施の形態は例示であって、上記内容のみに限定されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。

１ 投光器、２ 受光器、３ 分岐コネクタ、４ 通信ユニット、５ パーソナルコンピュータ、６ 生産設備、１１ 発光素子、１２ 駆動回路、１３，２４ 光軸順次選択回路、１４，２９，３８ 記憶回路、１５ 外部電源、１６，２６ 処理回路、１７，２７，４１ 通信回路、１８，２８，４３ 電源回路、３０ 入力回路、２１ 受光素子、２２，２４ アンプ、２３ スイッチ、２５ 制御回路、２９ 伝送ライン、３１ 出力回路、３２ 外部接続端子、４２ 通信変換器、６０ 被駆動体、６１ サーボモータ、６２ エンコーダ、６３ サーボドライバ、６４ コントローラ、１０１ａ 通信用ケーブル、１０２ａ 通信用ケーブル、Ｒ 検出エリア，Ｓ 多光軸光電センサ

Claims (6)

1. 直線状に整列配置された複数の投光素子を有する投光部と、
   複数の投光素子にそれぞれ対向配置された複数の受光素子を有する受光部と、
   前記複数の投光素子と前記複数の受光素子との間に形成される複数の光軸を検出エリアとし、光軸の選択が１スキャンするごとに前記複数の光軸の各々が遮光状態にあるか否かを判定し、その判定結果に基づいて検出信号を出力する検出処理部と、
   前記検出エリア内を移動可能な物体が前記検出エリア内へ進入する直前に第１の信号を受信し、かつ、前記物体が前記検出エリア内から前記検出エリア外へと進出する直前に第２の信号を受信する受信部と、を備え
   前記検出処理部は、前記物体によって前記複数の光軸のうちのいずれか少なくとも１つの光軸が常時遮光状態となる場合に、遮光状態となる光軸の数が予め設定された最大光軸数より大きいときには、前記検出信号を出力するフローティングブランキング機能と、
   前記遮光状態となる光軸の数が予め設定された最小光軸数より小さいときにも、前記検出信号を出力するブランキング監視機能と、を備え、
   前記検出処理部は、前記受信部が受信した前記信号に応じて前記フローティングブランキング機能を有効または無効とし、前記第１の信号に応じて前記ブランキング監視機能を有効とし、前記第２の信号に応じて前記ブランキング監視機能を無効とする
   多光軸光電センサ。
2. 前記検出処理部は、前記第１の信号の受信した場合、前記フローティングブランキング機能を有効にし、前記フローティングブランキング機能が有効になった後、遮光状態にある光軸の数が前記最小光軸数以上であることを検出した場合に、前記ブランキング監視機能を有効にし、前記第２の信号の受信後に、前記ブランキング監視機能を無効にし、さらに前記第２の信号の受信後に前記光軸のうち全ての光軸が入光状態となった場合に、前記フローティングブランキング機能を無効にする請求項１に記載の多光軸光電センサ。
3. 前記検出処理部は、常時前記フローティングブランキング機能を有効にし、前記第１の信号の受信後、遮光状態にある光軸の数が前記最小光軸数以上であることを検出した場合に、前記ブランキング監視機能を有効にし、前記第２の信号の受信後に、前記ブランキング監視機能を無効にする請求項１に記載の多光軸光電センサ。
4. 直線状に整列配置された複数の投光素子を有する投光部と、複数の投光素子にそれぞれ対向配置された複数の受光素子を有する受光部と、を備え、前記複数の投光素子と前記複数の受光素子との間に形成される複数の光軸を検出エリアとする多光軸光電センサの制御方法であって、
   光軸の選択が１スキャンするごとに前記複数の光軸の各々が遮光状態にあるか否かを判定し、その判定結果に基づいて検出信号を出力するステップと、
   前記検出エリア内を移動可能な物体が前記検出エリア内へ進入する直前に第１の信号を受信し、かつ、前記物体が前記検出エリア内から前記検出エリア外へと進出する直前に第２の信号を受信するステップと、
   前記物体によって前記複数の光軸のうちのいずれか少なくとも１つの光軸が常時遮光状態となる場合において、遮光状態となる光軸の数が予め設定された最大光軸数より大きいときには、前記検出信号を出力するフローティングブランキング機能を、受信した前記信号に応じて有効または無効にし、
   前記遮光状態となる光軸の数が予め設定された最小光軸数より小さいときにも前記検出信号を出力するブランキング監視機能を前記第１の信号に応じて有効にし、前記ブランキング監視機能を前記第２の信号に応じて無効にするステップ、とを備える多光軸光電センサの制御方法。
5. 前記有効または無効にするステップは、前記第１の信号の受信した場合、前記フローティングブランキング機能を有効にし、前記フローティングブランキング機能が有効になった後、遮光状態にある光軸の数が前記最小光軸数以上であることを検出した場合に、前記ブランキング監視機能を有効にし、前記第２の信号の受信後に、前記ブランキング監視機能を無効にし、さらに前記第２の信号の受信後に前記光軸のうち全ての光軸が入光状態となった場合に、前記フローティングブランキング機能を無効にする請求項４に記載の多光軸光電センサの制御方法。
6. 前記有効または無効にするステップは、常時前記フローティングブランキング機能を有効にし、前記第１の信号の受信後、遮光状態にある光軸の数が前記最小光軸数以上であることを検出した場合に、前記ブランキング監視機能を有効にし、前記第２の信号の受信後に、前記ブランキング監視機能を無効にする請求項４に記載の多光軸光電センサの制御方法。

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