傳感器系統的控制方法與流程

2023-04-25 07:49:36 3

本發明涉及一種具有多個傳感器的傳感器系統的控制方法。

背景技術：

當前，光電傳感器等各種傳感器的傳感等級的閾值等參數的自動調整是在各個傳感器進行的。但是，在視為與生產現場相同的環境，例如生產設備的周邊、同一生產線上、工場內的被劃定的區域，通常考慮到備用品及使用方法的統一、由於大量購入而帶來的價格下降的成本優勢而配置多個相同產品型號的同種傳感器進行使用。

專利文獻1：日本特開2004－101446號公報

專利文獻2：日本特開2000－35310號公報

專利文獻3：日本特開2004－320372號公報

技術實現要素：

在視為相同的環境中使用多個同種傳感器的狀況下，在針對各傳感器進行了參數的自動調整的情況下，參數調整的產生原因、定時等沒有反饋至包含傳感器網絡的系統上。因此，即使針對某個傳感器進行參數的調整，也不能向其他傳感器反映該參數的調整內容，會產生低效率的部分。另外，由於不留存參數調整的履歷，因此，對於生產設備、周邊環境所產生的問題，不能有助於原因查明、分析。

本發明就是鑑於上述情況而提出的，其目的在於得到一種傳感器系統的控制方法，該傳感器系統的控制方法能夠防止由於異物的檢測等導致的生產設備的頻繁停止，有助於生產設備的運轉率提高和養護工時的削減。

為了解決上述課題，實現目的，本發明是一種傳感器系統的控制方法，該傳感器系統具有多個與檢測物的存在相應地得到物理量的傳感器，該傳感器系統基於將增益參數與所述物理量相乘得到的傳感等級而對有無所述檢測物進行判定，該傳感器系統的控制方法的特徵在於，以在多個所述傳感器的任意者的檢測範圍均不存在工件的情況下，所述傳感等級在多個所述傳感器之間平均化的方式對所述增益參數進行調整。

發明的效果

根據本發明所涉及的傳感器系統的控制方法，具有下述效果，即，能夠防止由於異物的檢測等導致的生產設備的頻繁停止，有助於生產設備的運轉率提高和養護工時的削減。

附圖說明

圖1是表示本發明的實施方式1所涉及的傳感器系統的結構的圖。

圖2是表示本發明的實施方式1所涉及的顯示單元的顯示畫面的情形的一個例子的圖。

圖3是表示本發明的實施方式2所涉及的傳感器系統的結構的圖。

具體實施方式

下面，基於附圖，對本發明所涉及的傳感器系統的控制方法的實施方式進行詳細說明。此外，本發明不限定於本實施方式。

實施方式1

圖1是表示本發明的實施方式1所涉及的傳感器系統100的結構的圖。傳感器系統100具有控制裝置1以及由例如光纖傳感器等多個光電傳感器31～34構成的傳感器網絡。傳感器系統100還具有與控制裝置1連接的監視器等顯示單元2。控制裝置1是PLC等控制設備。光電傳感器31～34分別具有照射部和受光部。即，光電傳感器31具有照射部11和受光部21，光電傳感器32具有照射部12和受光部22，光電傳感器33具有照射部13和受光部23，光電傳感器34具有照射部14和受光部24。

傳感器系統100例如應用於生產線50。具體地說，作為傳感器系統100的檢測對象的工件51、52在生產線50上流轉，由光電傳感器31～34進行檢測。生產線50也由控制裝置1進行控制。傳感器系統100由多個光電傳感器31～34對在生產線50上流轉的工件51、52的位置和個數進行監視。

控制裝置1針對各光電傳感器31～34，在照射部11～14和受光部21～24之間無檢測物、與作為受光部21～24各自處的物理量的受光量相對應的傳感等級大於或等於預先規定的閾值的情況下，判斷為是接通、即受光狀態。傳感等級是相對地表示傳感器的檢測對象的數值。光電傳感器31～34的檢測對象是光，後述的接近傳感器的檢測對象是磁或者阻抗。對於傳感等級，將相對於受光狀態即接通的閾值以及非受光狀態即斷開的閾值充分地具備裕度的值分別定義為100及0。各傳感器的傳感等級是通過在控制裝置1中例如將賦予給各光電傳感器31～34的增益參數與各光電傳感器31～34的受光量相乘得到的。增益參數是對傳感器的增益的放大率進行設定的參數。如果以光電傳感器31～34為例，則通過將放大率設定得較大，從而即使受光量少，也能夠將傳感等級檢測為100。例如，在由受光部21～24接受到從各照射部11～14發出的光的光量中的各受光部21～24通常可以接受到的最大量的光量時，控制裝置1判斷為光電傳感器31～34為接通、即受光狀態，判斷為在照射部11～14和受光部21～24之間無檢測物。

另一方面，在從各照射部11～14發出的光被工件51、52遮擋，與各受光部21～24處的受光量相對應的傳感等級小於預先規定的閾值時，控制裝置1判斷為光電傳感器31～34中的該光電傳感器為斷開、即非受光狀態，檢測到在該光電傳感器的照射部和受光部之間存在工件51、52。圖1中示出在光電傳感器32、34的照射部12、14和受光部22、24之間存在工件51、52的情形。圖2示出顯示單元2的顯示畫面的情形的一個例子。針對各光電傳感器，示出傳感等級和閾值的關係、以及包含後述的增益參數在內的參數設定值的一覽。

但是，在像光電傳感器33那樣在照射部13和受光部23之間發生了例如使作為信號的光衰減的現象等使作為物理量的受光量下降的情形的情況下，會與工件51、52的存在無關地發生傳感等級的下降。關於所謂使作為物理量的受光量下降的情形，例如想到在照射部13和受光部23之間產生了空氣中的塵埃、水蒸氣等異物的情況，照射部13或者受光部23的透鏡受到了汙染的情況，從照射部13向受光部23發出的光的光軸發生了偏移的情況等。

在上述情況下，即使在照射部13和受光部23之間不存在工件51、52，如果傳感等級小於預先規定的閾值的值，則控制裝置1也將光電傳感器33判定為斷開、即非受光狀態。如果由控制裝置1將光電傳感器33判定為斷開、即非受光狀態，則在控制裝置1所進行的基於程序的動作序列上會判斷為異常。即，在PLC等控制設備所執行的程序上，由於判斷為在該定時並不存在工件的部位處存在工件，因此判斷為發生了異常，發生生產線50的停止，生產活動停滯。在使傳感等級下降的現象持續出現的情況下，導致生產線50的頻繁停止。

因此，在本實施方式所涉及的傳感器系統的控制方法中，控制裝置1不斷地收集光電傳感器31～34各自的傳感等級的值，以該信息為基礎不斷地對光電傳感器31～34各自的增益參數進行自動調整。具體地說，以在照射部11～14和受光部21～24之間不存在檢測物的情況下，與各受光部21～24處的受光量相對應的傳感等級成為大致相同的值的方式，對從照射部11～14發出的光的光量、或者從在受光部21～24處接受到的光量向傳感等級進行變換時的增益進行調節。即，以在光電傳感器31～34的檢測範圍不存在檢測物的情況下，光電傳感器31～34的傳感等級均勻化的方式，對從在各光電傳感器31～34處與檢測物的存在相應地得到的物理量向傳感等級的變換進行調節。即，以在各光電傳感器31～34間使傳感等級平均化的方式對增益參數進行調節。在這裡，光電傳感器31～34的增益參數是受光部21～24處的上述增益等。

另外，能夠通過對從照射部11～14發出的光的光量進行調節，從而使作為各光電傳感器31～34處的物理量的受光量變化。因此，還能夠以在光電傳感器31～34的檢測範圍不存在檢測物的情況下，光電傳感器31～34的傳感等級均勻化的方式，對各光電傳感器31～34的物理參數即從照射部11～14發出的光的光量進行調節。在該情況下，在以下說明中，取代增益參數而對從照射部11～14發出的光的光量進行調節。

具體地說，對增益參數進行調整的操作方法是，例如，如果在照射部11～14和受光部21～24之間不存在檢測物的情況下，光電傳感器31～34的傳感等級為90、100、70、100(單位是％或者任意單位)，則控制裝置1以使受光部21的傳感等級變為100、即變為100/90倍的方式對光電傳感器31的增益參數進行調整，以使受光部23的傳感等級變為100、即變為100/70倍的方式對光電傳感器33的增益參數進行調整。在該情況下，上述預先規定的閾值例如是50。即，在傳感等級大於或等於50的情況下，控制裝置1判斷為該光電傳感器為接通、即受光狀態，在傳感等級小於50的情況下，控制裝置1判斷為該光電傳感器為斷開、即非受光狀態。

另外，例如，在生產線50上，在控制裝置1的動作序列中，有時以互斥邏輯進行動作。所謂以互斥邏輯進行動作是指以如下方式進行動作，即，存在多個工序，例如A工序、B工序、…，在各工序中分別存在1個工件的情況下，在各工序之間的傳送帶上等處不存在工件。

具體地說，光電傳感器31設置為對傳送帶上的物體進行檢測，光電傳感器32設置為對處於A工序的工件51進行檢測，光電傳感器33設置為對傳送帶上的物體進行檢測，光電傳感器34設置為對處於B工序的工件52進行檢測。在該情況下，下述的互斥性成立，即，在光電傳感器32及34檢測出工件51及52時，光電傳感器31及33應當檢測不出任何物體。因此，在光電傳感器32及34檢測出工件51及52時光電傳感器33的傳感等級小於100的情況下，控制裝置1以使其變為100的方式對上述增益參數進行調整。

另外，在清楚作為調整對象的多個光電傳感器所負責的範圍僅存在1個工件、且知道在某個定時該工件存在於由某個光電傳感器進行檢測的位置的情況下，判斷為僅傳感等級最小的光電傳感器為斷開、即非受光狀態，作為調整對象的其他光電傳感器為接通、即受光狀態。在該情況下，在應當為接通的光電傳感器的傳感等級小於100的情況下，控制裝置1以使其變為100的方式對上述增益參數進行調整。

另外，還存在下述情況，即，基於記述了控制裝置1所進行的動作序列的程序等，清楚在作為調整對象的多個光電傳感器所負責的範圍存在的工件的個數。在該情況下，當知道了在某個定時這些工件全部存在於由某個或某些光電傳感器進行檢測的位置時，僅從傳感等級小的光電傳感器起依次判斷為光電傳感器為斷開、即非受光狀態，判斷為作為調整對象的其他光電傳感器為接通、即受光狀態。在該情況下，在應當為接通的光電傳感器的傳感等級小於或等於100的情況下，控制裝置1以使其變為100的方式對上述增益參數進行調整。

即，將多個光電傳感器的傳感等級從值大者起依次排列，以從光電傳感器的個數減去已判明為存在的工件的個數而得到的個數進行選擇，僅將選擇出的光電傳感器設為調整對象。

另外，在上述說明中，對於與工件的存在無關的傳感等級的下降，採用的是對增益參數進行調整，但通過對針對傳感等級而設定的預先規定的閾值進行調整，也能夠得到實質相同的效果。具體地說，例如，如果以光電傳感器31為例，則在照射部11和受光部21之間不存在檢測物時光電傳感器31的傳感等級為90(單位為％或者任意單位)的情況下，控制裝置1以使光電傳感器31的閾值變為90/100倍的方式進行調整即可。即，以使不存在檢測物的情況下的傳感等級和閾值之比在各傳感器間成為大致相同的值而進行均勻化的方式對閾值進行調整。

但是，如上所述，在與空氣中的塵埃等周邊環境相應地對傳感器的增益參數或者閾值等各種參數進行變更、且持續該狀態的情況下，還有可能是諸如工件的位置及個數檢測、異物的檢測之類的傳感器原本的功能變得不起作用。因而，出於該原因，對增益參數、物理參數、或者閾值等的調整值設置上限值及下限值而規定出調整範圍，在發生了超過該調整範圍的變動的情況下，控制裝置1判斷為發生了異常，經由顯示單元2將異常的發生通知給使用者。另外，也可以在超過上限值及下限值的次數在預先規定的時間內變得大於或等於預先規定的次數的情況下、或者在超過上限值及下限值的時間超過了預先規定的時間的情況下，判斷為發生了異常。

並且，控制裝置1收集增益參數或者閾值的調整值的日誌。通過收集日誌，從而也可以進行如下動作，即，當在增益參數或者閾值的變動中發現了時間上的周期性等一定模式時，也判斷為發生異常。另外，也可以進行如下動作，即，在與控制裝置1的動作序列上的預先規定的定時相當的時刻發生增益參數或者閾值的變動的情況下，也判斷為發生異常。例如，能夠由使用者識別在設置了控制裝置1或者生產線50等的使用環境中電氣噪聲對控制裝置1或者生產線50施加的影響，適當地進行噪聲源的去除、控制裝置1或者生產線50的設置部位的變更等。以上述方式，能夠利用增益參數或者閾值的調整值的日誌，進行生產設備的異常原因的闡明、維護時間的預測。

就出於預防具有傳感器系統的生產設備的異常而進行養護這一目的的維護而言，其實施頻度越高，則效果越大。但是，在進行維護的情況下，發生諸如作業工時增大、或者由於設備的停止導致生產效率下降等問題。根據本實施方式所涉及的傳感器系統的控制方法，在使用包含傳感器及傳感器網絡的控制設備時，通過不斷地對在同一系統中使用的同種傳感器的傳感等級的值進行監視，反饋至增益參數、物理參數、或者閾值等參數，從而與環境相應地全面地進行自動調整。由此，能夠對維護的頻度進行最優化，能夠防止生產設備的頻繁停止，實現養護作業的高效化而實現生產設備的運轉率的提高。

並且，根據本實施方式所涉及的傳感器系統的控制方法，在增益參數或者閾值的調整值發生了異常的情況下，向用戶進行告知。並且，通過收集調整值的日誌而留存參數調整的履歷，從而能夠有助於在設備發生了異常時的原因查明、養護作業的高效化。

實施方式2

圖3是表示本發明的實施方式2所涉及的傳感器系統200的結構的圖。傳感器系統200具有控制裝置1以及由多個傳感器41～47構成的傳感器網絡。在實施方式1中，將構成傳感器網絡的傳感器作為光電傳感器進行了說明，但只要是與檢測物的存在相應地得到物理量的傳感器即可，不限定於此。

例如，多個傳感器41～47也可以分別是接近傳感器。接近傳感器在進行動作時始終進行振蕩，如果檢測物靠近，則作為物理量的能量增益下降，從而檢測到物體。接近傳感器對檢測物做出反應的反應距離根據振蕩頻率而變化。因此，通過對振蕩迴路的線圈的電感L、電容器的電容C進行調整，從而振蕩頻率變化，與此相應地，反應距離變化。

在使用了接近傳感器的情況下，例如，將增益參數與能量增益相乘得到的值成為傳感等級。另外，在各接近傳感器中，能夠通過對振蕩迴路的物理參數即線圈的電感L、電容器的電容C進行調整，從而使作為物理量的能量增益變化。因此，針對由多個接近傳感器構成的傳感器網絡，也能夠實現與實施方式1相同的傳感器系統的控制。

並且，本發明不限定於上述實施方式，在實施階段，在不脫離其主旨的範圍能夠進行各種變形。另外，在上述實施方式中包含各種階段的發明，通過對公開的多個結構要素進行適當的組合，從而能夠提取出各種發明。例如，在即使從實施方式所示的所有結構要素中刪除某些結構要素，也能夠解決在「發明內容」一欄中所述的課題、能夠得到在「發明的效果」一欄中敘述的效果的情況下，能夠將刪除了該結構要素的結構作為發明提取出來。並且，也可以在不同的實施方式間對它們的結構要素適當地進行組合。

工業實用性

如上所述，本發明所涉及的傳感器系統的控制方法對於具有傳感器系統的生產設備是有用的，特別地，適用於具有下述傳感器網絡的傳感器系統的控制，即，由設置於工件進行移動的生產線處的同種傳感器構成的傳感器網絡。

標號的說明

1控制裝置，2顯示單元，11～14照射部，21～24受光部，31～34光電傳感器，50生產線，51、52工件，41～47傳感器，100、200傳感器系統。