JP3295733B2 - 制御動作の解析方法及びこれを用いた解析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シーケンサによっ
て稼働される自動化設備システムにおいて、設備機器の
動作解析を行う場合に好適に使用される解析方法及びこ
れを実施するための解析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、自動化設備システムでは、一
般に、シーケンスプログラム（制御プログラム）をシー
ケンサによって実行し、システムの動作を監視してい
る。図１４は、自動化設備システムの一例を模式的に示
している。ここでは、フリーフローコンベア１００上を
パレット１０１が流れ、部品挿入、カシメ、検査の３工
程で生産ラインを構成している。

【０００３】工程１の部品挿入工程では、パレット１０
１が到着した後、２軸のシリンダ１０２を用い、パーツ
フィダー１０３で供給された部品１０４を、把持治具１
０５（チャック）によって把持し、パレット１０１上の
治具に挿入する。工程２の圧入工程では、パレット１０
１が到着した後、シリンダ１０６で圧入治具１０７をパ
レット１０１上の部品１０４に押し付けてカシメを行
う。

【０００４】工程３の検査工程では、パレット１０１が
到着した後に、検査治具１０９をカシメした部品１０４
上にシリンダ１０８で移動させて、検査を行う。このよ
うなシステムでは、各工程に対応したパレット到着検知
センサーＸ１，Ｘ２，Ｘ３と、シリンダ駆動用出力接点
Ｙ１０，Ｙ１１，Ｙ２０，Ｙ３０の状態変化がシーケン
サに取り込まれ、工程１では、パーツフィダー１０３か
ら部品１０４が供給されたかどうかを検知する部品検知
センサーＸ４の状態変化が取り込まれている。

【０００５】この場合におけるシーケンサの動作を説明
すると、パレット到着検知センサーＸ１のオフ状態から
オン状態への変化を検知して、パレット１０１が工程１
に到着したことを検知する。次に、部品検知センサーＸ
４がオン状態になり、部品１０４が供給されたことを確
認すれば、接点Ｙ１０をオフ、接点Ｙ１１をオンにし、
シリンダ１０２を駆動させ、把持治具１０５をパーツフ
ィダー１０３の部品供給位置まで移動させる。ついで、
把持治具１０５によって、部品１０４を把持した後、接
点Ｙ１０をオン、接点Ｙ１１をオフさせて、パレット１
０１上の部品挿入位置まで移動させ部品１０４を挿入す
る。そして、接点Ｙ１０，Ｙ１１をともにオフとし、把
持治具１０５を元の定位置に戻す一連の動作を繰り返
す。

【０００６】工程２では、センサーＸ２がオフ状態から
オン状態に変化したことを検知して、接点Ｙ２０をオン
にし、圧入治具１０７をパレット１０１上の部品位置ま
で移動させカシメを行った後に、接点Ｙ２０をオフに
し、圧入治具１０７を元の定位置に戻す一連の動作を繰
り返す。工程３では、センサーＸ３がオフ状態からオン
状態に変化したことを検知して、接点Ｙ３０をオンに
し、検査治具１０９をパレット１０１上の部品位置まで
移動させ検査を行った後、接点Ｙ３０をオフにし、検査
治具１０９を元の定位置に戻す一連の動作を繰り返す。

【０００７】このようにして、各工程では、それぞれの
設備機器が独立したタイミングで動作を開始し、一連の
動作を繰り返している。図１５は制御動作を示すタイミ
ングチャートである。センサーＸ１〜Ｘ４、接点Ｙ１
０，Ｙ１１，Ｙ２０，Ｙ３０の状態変化は、時系列的に
記録され、異常動作が生じたときには、これを基にして
その原因を解析している。

【０００８】ところで、このようなシステムの動作解析
には、従来からシーケンス要素の状態変化をタイミング
チャートに変換して記憶させたり、設備機器の制御動作
をビデオによって撮影して記憶し、その再生時にタイミ
ングチャートやビデオ画像を見ながら、設備の機械的な
動作と、電気的な動作とを対応づけて分析するのが通例
となっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の自動化設備システムでは、設備動作の解析を、ビ
デオを再生しながらタイミングチャートに基づいて分析
を行っているため、詳細な解析は困難な上に作業も面倒
であり、多くの時間を費やしていた。本発明は、上記の
事情に鑑みてなされたものであり、設備動作の画像と、
シーケンサが検知するシーケンス要素の状態変化とを関
連づけて、同一画面上に表示することで、設備動作の解
析が迅速かつ正確に出来るようにした解析方法と、この
解析方法を実施するための解析装置を提供することを目
的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、シーケンサによって制御される設備機器
のビデオ画像を、シーケンス要素の状態変化に同期して
取り込み、この取り込んだビデオ画像にシーケンス要素
の状態変化の情報を合成して、１つの画像として同一画
面に表示させて設備機器の動作状態を解析できるように
した解析方法と、この解析方法を実施するための解析装
置を提案するものであり、請求項１〜請求項７は、解析
方法を提案している。

【００１１】すなわち、請求項１に提案する解析方法で
は、シーケンサによって稼働される設備機器に対応して
設けたシーケンサの内部接点、システム内の制御接点や
センサーなどのシーケンス要素の状態変化を、シーケン
サのプログラム開始時から順次、記憶させる。シーケン
サの内部接点、システム内の制御接点やセンサーなどの
シーケンス要素の状態変化に応じて、それぞれの設備機
器の制御動作をビデオ画像に撮影して、これらを記憶保
持する。そして、上記シーケンス要素の状態変化を映像
信号に変換するとともに、この映像信号に上記撮影した
各設備機器のビデオ画像を同期させて合成し、この合成
したビデオ画像を同一画面に表示させることを特徴とし
ており、この表示画面を人が見たり、専用の解析装置に
読み込んで、設備機器の異常などを判断する。

【００１２】請求項２に提案する方法では、シーケンス
要素の状態変化は、タイミングチャートなどの時系列的
な要素を含んだ情報として表示画面に表示されており、
画像解析時には、シーケンス要素の状態変化が時間的に
連続した情報として表示されるので、シーケンス制御に
おける各工程の制御時間が把握でき、画像解析が容易に
行える。この方法では、シーケンス要素の状態変化はタ
イミングチャートで表示されるものに限定されず、連続
して状態変化が表示されるものであれば、ステータスバ
ーのようなものでもよい。

【００１３】請求項３に提案する方法では、シーケンス
要素の状態変化は、タイミングチャートとして表示さ
れ、そのタイミングチャートの立ち上がり、立ち下がり
時点において、対応して動作する設備機器のビデオ画像
を同一画面に表示させるので、画像解析時には、タイミ
ングチャートと、その立ち上がり、立ち下がりに同期さ
せた設備機器の画像とが対比して表示されるので、画像
解析を迅速に行うことが出来る。また、再生時には、必
要に応じて、コマ送りし、解析することができるので、
便利である。

【００１４】請求項４に提案する方法では、シーケンス
要素の状態変化は、タイミングチャートで示され、その
タイミングチャートの立ち上がり、立ち下がり時に同期
して設備機器のビデオ画像を同一画面に表示させ、更に
その画像に対応したタイミングチャート上の時間位置
を、カーソル、ポインタなどの指標を表示させて指し示
すので、シーケンス制御における制御の流れが的確に把
握でき、画像解析がより容易に行える。

【００１５】請求項５に提案する方法では、シーケンス
要素の状態変化がタイミングチャートとして表示され、
これと同時に、ビデオ画像に対応したタイミングチャー
トの立ち上がり、立ち下がり時を基準にした、それぞれ
のシーケンス要素のオン、オフ残保持時間も表示される
ので、画像解析時には、シーケンス制御における時間的
要素が容易に把握でき、一層的確な解析が出来る。

【００１６】また、請求項６に提案する方法では、シー
ケンス要素の状態変化が、時系列的な要素を含んでいな
い絵や文字などのオン、オフ表示として映像信号に変換
され、画像解析時には、オン、オフ表示に対応した設備
機器のビデオ画像と同一画面に表示する。したがって、
シーケンス上も重要な変化情報のみがスポット的に表示
され、シーケンス制御における動作解析を容易かつ迅速
に行える。

【００１７】また、この方法によれば、設備機器の画像
がコマ送りで画面表示され、同時にシーケンス要素の状
態変化は、マークや記号を変化させるオン、オフ表示で
示されるので、設備機器の一連の動作が直感的に把握で
き、設備機器の動作異常の判別もより迅速にできる。請
求項７において提案する方法では、設備機器のビデオ画
像は表示されず、監視対象となるそれぞれのシーケンス
要素の状態変化が、タイミングチャートとして表示さ
れ、それぞれのタイミングチャートの立ち上がり、立ち
下がりをカーソルなどの指標を操作して指し示した場合
には、指標で指し示された時間位置からのオン、オフ残
保持時間が、画面に表示されたすべてのシーケンス要素
について表示されるので、複数のシーケンス要素の動作
時間の同時測定が可能となり、時間解析の短縮化が図れ
る。

【００１８】なお、請求項１〜７のいずれの方法におい
ても、監視すべきシーケンス要素が同一画面に表示しき
れない場合には、複数のグループ区分に分割し、同一画
面に表示して画像解析を行えばよい。また、これら請求
項２〜６のいずれにおいても、カーソルやポインタなど
の指標を、入力操作器を使用してタイミングチャート上
で指定できるようにし、その位置を基準にしたオン、オ
フ残保持時間が画面に表示されるようにすれば、いっそ
う望ましい。

【００１９】請求項８〜１３は、本発明方法を実施する
ための解析装置を提案している。請求項８に提案する解
析装置は、請求項１の方法を実施するもので、シーケン
サによって稼働される設備機器に対応して設けたシーケ
ンサの内部接点、システム内の制御接点やセンサーなど
のシーケンス要素の状態変化の時刻を、シーケンサのプ
ログラム開始時から順次、記憶させる時刻情報記憶手段
と、シーケンサの内部接点、システム内の制御接点やセ
ンサーなどのシーケンス要素の状態変化に応じて、それ
ぞれの設備機器の制御動作をビデオ画像に撮影して、こ
れらを記憶保持するビデオ撮影記録手段と、上記時刻情
報記憶手段によって記憶保持されたシーケンス要素の状
態変化の情報を映像信号に変換し、この映像信号に撮影
された各設備機器のビデオ画像を上記シーケンス要素の
状態変化に同期して上記ビデオ撮影記録手段より取り込
んで合成する画像合成手段と、この画像合成手段によっ
て、シーケンス要素の状態変化と、設備機器のビデオ画
像とが合成された合成画像を表示させる表示装置とを備
えた構成とされており、シーケンサによって制御される
設備機器のビデオ画像に、シーケンス要素の変化情報を
合成し、１つの画像として同一画面に表示して、設備機
器の動作状態を解析できるようにしている。

【００２０】また、請求項９は、請求項２の方法を実施
するためのもので、画像合成手段は、シーケンス要素の
状態変化をタイミングチャートなどの時系列的な要素を
含んだ映像信号に変換し、この映像信号に、シーケンス
要素の状態変化に同期して撮影された設備機器のビデオ
画像を、上記ビデオ撮影記録手段より順次取り込んで、
１つの画像に合成しており、請求項１０は、請求項３の
方法を実施するためのもので、画像合成手段は、シーケ
ンス要素の状態変化をタイミングチャートとして映像信
号に変換し、このタイミングチャートの立ち上がり、立
ち下がり時に同期して撮影された設備機器のビデオ画像
を、上記ビデオ画像撮影記録手段より順次取り込んで、
１つの画像に合成しており、請求項１１は、請求項４の
方法を実施するもので、画像合成手段は、シーケンス要
素の状態変化をタイミングチャートとして映像信号に変
換し、このタイミングチャートの立ち上がり、立ち下が
り時に同期した設備機器のビデオ画像を、上記ビデオ画
像撮影記録手段より順次取り込むとともに、上記タイミ
ングチャート上に時間位置を指し示すカーソル、ポイン
タなどの指標を加えて１つの画像に合成する構成として
いる。

【００２１】また、請求項１２は、請求項７の方法を実
施するためのもので、シーケンサによって稼働される設
備機器に対応して設けたシーケンサの内部接点、システ
ム内の制御接点やセンサーなどのシーケンス要素の状態
変化を、シーケンス要素毎に、シーケンサのプログラム
開始時から順次、記憶させる時刻情報記憶手段と、時刻
情報記憶手段によって記憶されたシーケンス要素のそれ
ぞれの状態変化を、タイミングチャートに変換するタイ
ミングチャート変換手段と、タイミングチャートに変換
されたそれぞれのシーケンス要素の状態変化を映像信号
に変換し、カーソルなどの指標を加えた合成画像を生成
する画像合成手段と、この画像合成手段によって生成さ
れた合成画像を同一画面にさせる表示装置と、この表示
装置の表示画面に表示されたカーソルなどの指標によっ
てタイミングチャートの時間位置が指定されたときに
は、その指定された時間位置からのオン、オフ残保持時
間を、すべてのシーケンス要素について算出する演算手
段とを備え、カーソルによって表示画面上の時間位置が
指定されたときには、その位置を基準としたオン、オフ
残保持時間が、すべてのシーケンス要素について、表示
されるようにしたことを特徴としている。

【００２２】更に、請求項１３は、請求項６の方法を実
施するもので、画像合成手段は、シーケンス要素の状態
変化を時系列的な要素を含んでいない絵や文字などをオ
ン、オフ表示として映像信号に変換し、この映像信号に
ビデオで撮影された設備機器のビデオ画像を、上記ビデ
オ撮影記録手段より順次取り込んで合成する構成として
いる。

【００２３】このような表示装置は、ＣＲＴを備えたコ
ンピュータなどで構成され、シーケンサやビデオカメラ
などの撮像装置とケーブルを介して接続される。また、
本明細書におけるシーケンサは、プログラマブルコント
ローラ（ＰＣ）、シーケンスコントローラ、プログラマ
ブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）など、自動化
設備機器の一連の制御監視を行うすべてのコントローラ
やコンピュータを含む。

【００２４】更に、シーケンス要素は、シーケンサの内
部接点、レジスタのデータなどの他に、設備機器のバル
ブ、シリンダ、モータなどの外部接続接点などを含む。
また、設備機器は、シーケンス要素によって直接制御さ
れる対象以外のものを含む広い概念である。なお、以上
に説明した構成では、設備機器は、シーケンス要素の状
態変化に同期して撮影されているが、それぞれのシーケ
ンス要素について、シーケンスプログラムの開始時点か
ら撮影を行い、順次画像メモリに蓄積してもよい。この
場合、大容量の画像メモリが必要となるが、表示画面上
でカーソルやポインタなどの指標で任意の変化点を指定
すれば、この変化点における設備機器の画像を選択して
表示できるようにすれば、設備機器の動作解析が、迅速
かつ正確にできる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図面
とともに説明する。図１は本発明の解析装置の概略構成
を示すブロック図であり、図２は更に詳細な構成を示し
たブロック図である。この解析装置Ａは、画像処理のた
めのコンピュータを制御中枢として備え、シーケンサで
あるプログラマブルコントローラＰＣ（以下、単に「Ｐ
Ｃ」という）には通信手段１ａを介して、時刻情報記憶
手段１を接続しており、ＰＣがシーケンス制御を開始
し、シーケンス要素に状態変化が生じれば、その時刻
が、シーケンスプログラムの開始時点から順次、時刻情
報記憶手段１に取り込まれ記憶保持される。また、これ
と同時に、ビデオ撮影記憶手段２は、シーケンス要素が
状態変化する毎に、ビデオカメラ２ａを駆動し、そのシ
ーケンス要素に対応して稼働される設備機器５を順次撮
影して、撮影した画像を記憶保持する。このようにし
て、シーケンス要素の状態変化に対応した時刻情報は、
画像合成手段３に取り込まれると映像信号に変換され、
この映像信号は更にビデオ撮影記録手段２によって撮影
された設備機器５のビデオ画像と合成されて１つの画像
が生成される。そして、このようにして、シーケンス要
素の状態変化に同期して撮影された設備機器５のビデオ
画像は、表示再生手段６によって再生されると、表示装
置４の同一画面に、後述するような態様で表示される。

【００２６】ここに、ビデオ撮影記録手段２は、シーケ
ンス要素が変化する毎にＰＣからの指令信号を受けてビ
デオカメラ２ａを駆動させ、撮影した設備機器５の画像
を順次、画像メモリ３ａに取り込んで記憶させる構成に
なっている。また、画像合成手段３は、時刻情報記憶手
段１に記憶保持されたシーケンス要素の状態変化の情報
をタイミングチャートや、絵、文字などの映像信号に変
換しながら、ビデオ撮影記録手段２に記録保持されてい
る設備機器５のビデオ画像を順次読み込んで合成画像を
生成している。

【００２７】図２は、更に詳細なブロック図を示してい
る。ビデオ撮影記録手段２は、図に見るように、ビデオ
カメラ２ａと、シーケンス要素が変化する毎にＰＣから
送出される制御指令信号を受けてビデオカメラ２ａを駆
動するためのビデオ撮影装置２１と、このビデオ撮影装
置２１によって取り込まれた設備機器５のビデオ画像
を、順次記憶させるビデオメモリ２２とを備えており、
一方の時刻情報記憶手段１は、クロックタイマ（不図
示）を有し、ＰＣを監視してシーケンス要素に状態変化
を生じた時刻を、シーケンスプログラムの開始時から順
次取り込むための時刻情報取込装置１１と、この時刻情
報取込装置１１によって取り込んだ時刻情報を記憶する
メモリ１２と、このメモリ１２に記憶させたシーケンス
要素の時刻情報をタイミングチャートに変換するタイミ
ングチャート変換手段１３とを備えている。

【００２８】ここに、画像合成手段３は、映像信号に変
換されたシーケンス要素の状態変化の情報と、上記シー
ケンス要素の状態変化に同期してビデオ撮影記録手段２
より取り込んだ設備機器の画像とを、１枚の合成画像に
生成する基本動作をなすが、タイミングチャート上の時
間位置を指し示すカーソルやポインタなどの指標データ
を表示させるため、指標データ生成手段７を付加してい
る。

【００２９】このような画像合成手段３では、シーケン
ス要素の状態変化をタイミングチャートなどの時系列的
な要素を含んだ映像信号に変換し、この映像信号に、シ
ーケンス要素の状態変化に同期して撮影された設備機器
５のビデオ画像を、ビデオ撮影記録手段２１より順次取
り込んで、１つの画像に合成する。また、シーケンス要
素の状態変化をタイミングチャートとして映像信号に変
換し、このタイミングチャートの立ち上がり、立ち下が
り時に同期して撮影された設備機器５のビデオ画像を、
ビデオ画像撮影記録手段２より順次取り込んで、１つの
画像に合成する。

【００３０】更に、シーケンス要素の状態変化をタイミ
ングチャートとして映像信号に変換し、このタイミング
チャートの立ち上がり、立ち下がり時に同期した設備機
器５のビデオ画像を、ビデオ画像撮影記録手段２より順
次取り込むとともに、タイミングチャート上の時間位置
を指し示すカーソル、ポインタなどの指標を加えて１つ
の画像に合成するなどの方法で合成画像がなされ、合成
された画像は画像メモリ３ａに記憶保持される。

【００３１】また、このような画像合成手段３は、ビデ
オ撮影記録手段２より、シーケンス要素を状態変化を示
すタイミングチャートの立ち上がり、立ち下がり時に対
応した設備機器５のビデオ画像を取り出し、更にこのビ
デオ画像の撮影されたタイミングチャートの立ち上が
り、立ち下がり時を、基準にしたオン、オフ残保持時間
を示す文字情報を、１つの画像として合成させてもよ
い。

【００３２】このような本発明では、シーケンス要素の
状態変化情報と、自動化設備機器の動作変化を示す画像
とが相互に関連付けられ、シーケンス要素の変化情報を
示すタイミングチャートや、シーケンス要素の変化情報
を示す絵や文字などの情報が映像信号に変換されると同
時に、シーケンス要素の状態変化に同期して撮影された
設備機器の画像を１枚の合成画像に合成した後、画像メ
モリ３ａに蓄積され、表示再生手段６によって再生すれ
ば、合成画像を表示装置４に表示し、シーケンス制御動
作を再現させて画像解析を行うことができる。

【００３３】また、画像合成手段３の別の構成では、時
刻情報記憶手段１から取り込んだシーケンス要素の状態
変化を、オン、オフ表示、つまり時系列的な要素を含ん
でいない絵や文字などの情報として映像信号に変換し、
この映像信号にビデオで撮影された設備機器５のビデオ
画像を、ビデオ撮影記録手段より順次取り込んで合成し
ている。

【００３４】更に、設備機器５の画像を表示させること
なく、システム内のシーケンス要素の状態変化が、タイ
ミングチャートとして同一画面上に整列して表示され、
いずれかのタイミングチャート上の時間位置をカーソル
などの指標で指し示せば、その位置を基準にしたオン、
オフの残保持時間が表示される構成にしてもよい。この
ような構成のものでは、設備機器の動作は、ビデオ画像
として確認できないが、複数のシーケンス要素の時間測
定が同時に可能となるので、時間測定のみを対象とし
て、シーケンスプログラムの解析を行う場合に特に便利
である。

【００３５】ついで、本発明によって再生表示の可能な
画面の表示例を示す。図３は、シーケンス要素Ｘ１〜Ｘ
３，Ｙ１，Ｙ２の状態変化を示すタイミングチャート
と、このタイミングチャートの変化に対応した設備機器
の画像とを合成した画面の表示例を示している。画面
は、タイミングチャートの表示領域１１ａと、設備機器
の画像表示領域１１ｂとに上下に分割されており、再生
時には、破線で示されたカーソルＸが時間経過とともに
タイミングチャート上に表示され、このときカーソルＸ
で指し示されたタイミングチャート上の時間位置に対応
して撮影された設備機器の画像Ｇが、その下の設備画像
表示域１１ｂに表示されるようになっている。なお、画
面の上方には、シーケンスプログラムが開始された時刻
から、カーソルで指し示された時刻が表示されるように
なっている。

【００３６】図４は、図３に示す表示を行う場合の動作
の一例を説明するフローである。シーケンス要素の状態
変化は、シーケンスプログラムの開始時から順次、時刻
記憶手段１に記憶され、画像合成手段３では、この時刻
変化記憶手段１に記憶された時刻情報に基づいて作成さ
れたタイミングチャートを映像信号に変換している。

【００３７】一方、ビデオ撮影記憶手段２は、撮影すべ
き設備機器５毎にビデオカメラ２ａを設けており、シー
ケンスプログラムの開始時からシーケンス要素が状態す
る毎にビデオカメラ２ａを駆動して設備機器５を撮影
し、そのまま映像信号の形で記憶手段に記憶している。
このようにして、シーケンス要素の状態変化に同期して
撮影され、記憶された設備機器５のビデオ画像は、順次
画像合成手段３に送り込まれ、ここではシーケンス要素
の状態変化に同期した合成画像が生成される。

【００３８】また、このような画像表示方法に代えて、
再生時には、タイミングチャート上に表示されるカーソ
ルＸなどの指標の表示位置をマウスなどの入力操作器を
用いて指摘できるようにし、そのときカーソルＸなどの
指標で指摘された表示位置に対応した設備機器５の画像
を順次選択的にコマ送りさせて表示する構成にしてもよ
く、このような方法のものでは、画像解析を一層容易に
出来る。

【００３９】なお、図５（ａ）は、時刻情報記憶手段１
に設けられるシーケンス要素の状態変化情報の管理テー
ブルの一例、図５（ｂ）は、ビデオ撮影記録手段に設け
られるビデオ画像管理テーブルの一例を示している。図
に見るように、時刻記憶手段１には、シーケンスプログ
ラムの開始時から接点Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｙ１，Ｙ２の
オン、オフの変化点における時刻、つまりシーケンス要
素の状態変化情報が時々刻々と入力され、記憶されてお
り、タイミングチャート変換手段１３は、これらの情報
に基づいて、図３に示したようなタイミングチャートを
生成する。

【００４０】また、ビデオ撮影記憶手段２には、図示し
たようなビデオ画像管理テーブルが設けられており、シ
ーケンス要素のオン、オフ変化時刻に対応した設備機器
のビデオ画像の番号が記憶されている。このようなビデ
オ画像管理テーブルを設けたものでは、画像の再生時
に、シーケンス要素の状態変化に対応した設備機器の画
像を任意に呼び出し、表示させることが出来る。

【００４１】次に、図６〜図８を用いて、設備機器の動
作と画像の取り込みタイミングについて説明する。図６
では、設備機器は、シリンダ２０を上下させ、吸着治具
２１によってワーク２２を吸着する工程を実行してお
り、図５の（ａ）〜（ｆ）は、その工程における一連の
動作を示している。ＰＣは、シリンダ上限Ｘ１、シリン
ダ下限Ｘ２、ワーク検知Ｘ３、シリンダ下降Ｙ１、ワー
ク吸着Ｙ２の各接点あるいはセンサーを監視しており、
ビデオカメラ２ａによって撮影された設備機器５のビデ
オ画像のうちから、図７に示したシーケンス要素Ｘ１〜
Ｘ３及びＹ１，Ｙ２のタイミングチャート上のカーソル
位置〜に同期した画像が、図５の（ａ）〜（ｆ）に
示した画像に対応して取り込まれる。

【００４２】図８はシーケンス要素の状態変化に対応さ
せて設備機器の基本動作を示したフローチャートであ
り、この動作によって、シーケンス要素の変化時刻が順
次取り込まれ、図７に示したようなタイミングチャート
が映像信号として作成され、再生時には表示画面に表示
される。シリンダ上限Ｘ１がオン状態となり（＃１０
１）、ワーク検知Ｘ３がオン状態となれば（＃１０
２）、吸着動作を開始する。まず、シリンダ下降Ｙ１が
オンとなって、シリンダ２０が下降し始めると（＃１０
３、図５（ａ）、図７参照）、シリンダ上限Ｘ１がオ
フになり（＃１０４、図６（ｂ）、図７参照）、シリ
ンダ下限Ｘ２がオンになるまで、シリンダ２０を下降さ
せる。

【００４３】シリンダ下限Ｘ２がオンになると、吸着治
具２１によるワーク２２の吸着を開始し、ワーク吸着Ｙ
２がオンとなる（＃１０５，＃１０６、図６（ｃ）、図
７参照）。ここでは、その後、２．５秒間待って（＃
１０７）、シリンダ下降Ｘ２がオフとなったときに（＃
１０８、図６（ｄ）、図７参照）、シリンダ２０の上
昇を開始する。

【００４４】すると、シリンダ下限Ｘ２とワーク検知Ｘ
３がオフになり（＃１０９、図６（ｅ）、図７参
照）、シリンダ上昇Ｘ１がオンになるのを待つ（＃１１
０、図６（ｆ）、図７参照）。その後、シリンダ２０
が上限まで上昇すると、吸着されたワーク２２を別の工
程に移動させるなどして、動作を継続させるようになっ
ているが、ここでは、以降の動作は省略する。

【００４５】図９は、シーケンス要素の状態変化をオ
ン、オフ表示で示す場合の画面表示の例図であり、図１
０は、その場合に実行される基本動作をタイミングチャ
ートで示すものである。この処理では、シーケンス要素
の状態変化は、タイミングチャートではなく、絵や文字
などの時系列的な変化を含まないオン、オフ表示で示さ
れる。すなわち、表示画面は、左側の設備機器の画像表
示域１１ｂと右側の状態表示域１１ｃに分割されてお
り、シーケンス要素Ｘ１〜Ｘ３，Ｙ１，Ｙ２のオン、オ
フは、図９に見るように画面の右側に、「●」（オン状
態）と「○」（オフ状態）のマークによって示されてい
る。

【００４６】このような表示のものでは、設備機器の画
像を動画（あるいは、コマ送り）として画面表示させた
ときにも、シーケンス要素Ｘ１〜Ｘ３，Ｙ１，Ｙ２の状
態がオン、オフ表示によって把握出来るので、設備の一
連の動作が直感的に分かる。したがって、従来のよう
に、ＰＣの各接点などに対応させて複数のランプなどを
接続し、このランプと設備とを一緒に撮影して、この映
像を見ながら解析する必要はなく、１つの表示画面を見
ながら、動作の解析が可能となるため、解析の判断を容
易にし、また設備の省コスト化も図れる。

【００４７】最後に、設備機器のビデオ画像を表示させ
ずにタイミングチャートの表示のみによって画像解析を
行う解析装置について説明する。この解析装置では、シ
ーケンス要素の状態変化はタイミングチャートのみで示
され、図１２に示したように、タイミングチャート上の
時間位置をカーソルで指定すれば、その位置を基準にし
たオン、オフ残保持時間が、すべてのシーケンス要素に
ついて表示されるようになっている。

【００４８】図１１は、その構成を示すブロック図であ
る。この解析装置Ｂは、画像処理のためのコンピュータ
を制御中枢として備え、シーケンサであるプログラマブ
ルコントローラＰＣ（以下、単に「ＰＣ」という）には
通信手段１ａを介して、時刻情報記憶手段１を接続して
おり、ＰＣがシーケンス制御を開始し、シーケンス要素
に状態変化が生じれば、その時刻が、シーケンスプログ
ラムの開始時点から順次、時刻情報記憶手段１に取り込
まれ記憶保持される。ついで、時刻情報記憶手段１に取
り込まれた時刻情報は、タイミングチャート変換手段１
３によってタイミングチャートに変換され、画像合成手
段３によって映像信号に変換され、カーソルなどの指標
とともに表示装置４に表示される。表示装置４に表示さ
れたカーソルなどの指標は、マウスなどの入力操作器に
よってタイミングチャート上を自在に移動させることが
でき、タイミングチャート上の時間位置を指定すれば、
その位置を基準にした、オン、オフの残保持時間が、す
べてのシーケンス要素のタイミングチャートに対応して
表示される。演算手段８は、画面上でカーソルを移動さ
せたときに、その位置を基準にしたオン、オフ残保持時
間ｔ１〜ｔ４を、すべてのシーケンス要素について算出
し、算出した値は、図１２のような態様で、表示装置４
の表示画面に表示される。

【００４９】このような構成によれば、従来のように、
タイミングチャート上の特定の位置から、変化点までの
時間を求めるために、２つのカーソルＸを使用する必要
がなく、１回のカーソルＸの指定によって、同一画面に
表示された複数のシーケンス要素のオン、オフ残時間が
一見して判別できるようになる。図１２は、このときの
画面表示例を示している。

【００５０】ここでは、タイミングチャート表示域１１
のみを示しており、タイミングチャート上の変化点をカ
ーソルＸで指定すれば、この指定位置を基準にしたオ
ン、オフの残保持時間ｔ１〜ｔ４を、それぞれの変化点
の上に表示する。この図では、演算した時間の表示を、
カーソルＸの位置から、それ以降の変化点までに対して
のみ行っているが、カーソルＸの位置以前にある変化点
までの時間を算出し表示するようにしてもよい。

【００５１】なお、図１３は、上記動作の一例を説明す
るためのフローである。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明からも理解できるように、本
発明によれば、以下のような利点がある。すなわち、請
求項１〜６において提案された解析方法によれば、シー
ケンス要素の状態変化と、そのときの設備機器の画像と
が同一画面に表示される。このため、タイミングチャー
ト見ながら、あるいはシーケンサに連動するランプの点
灯表示を見ながら、画面に表示される設備機器の動作画
像を対比して解析を行う必要がないので、従来のような
面倒さがなくなり、画像解析が容易にかつ正確に出来
る。

【００５３】特に、請求項１〜５では、シーケンス要素
の状態変化がタイミングチャートとして表示され、設備
機器の画面と同一画面上に対比的に表示されるのでより
一層便利であり、請求項６では、シーケンス要素の状態
変化が絵や文字によるオン、オフ表示でスポット的に表
示されるため、見た目にも分かりやすく、画像解析を簡
易に行える。

【００５４】更に、請求項７では、複数のシーケンス要
素の状態変化が、タイミングチャートとして同一画面に
整列した状態で表示され、それぞれのシーケンス要素の
タイミングチャートの立ち上がり、立ち下がりをカーソ
ルなどで指定すれば、その時点からのオン、オフの残保
持時間がすべてのシーケンス要素について同時に表示さ
れるので、複数のシーケンス要素の時間解析が同時にで
き、便利である。

【００５５】請求項８〜１３には、請求項１〜７におい
て提案された本発明方法を実施するための解析装置が実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の解析装置の概略基本構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】図１に示した解析装置の更に詳細な構成を示し
たブロック図である。

【図３】表示装置に表示される表示画面の一例（タイミ
ングチャートと設備機器のビデオ画像との合成画面）を
示す図である。

【図４】本発明の解析方法の基本動作を示すフローチャ
ートである。

【図５】（ａ）はシーケンス要素の状態変化情報の管理
テーブル、（ｂ）はビデオ画像管理テーブルの一例を示
す図である。

【図６】設備機器の動作の説明図である。

【図７】図６の動作に対応したタイミングチャートを示
す図である。

【図８】自動化設備システムの基本動作を示したフロー
チャートである。

【図９】表示装置による画面表示の一例（オン、オフ表
示と設備機器のビデオ画像との合成画面）を示した図で
ある。

【図１０】本発明の解析方法の基本動作を示すフローチ
ャートである。

【図１１】本発明の他例の解析装置の概略構成を示すブ
ロック図である。

【図１２】表示装置による画面表示の一例（シーケンス
要素のタイミングチャートと、カーソルで指定された時
間位置を基準にしたオン、オフ残保持時間を示す）を示
した図である。

【図１３】図１２に示した画面表示を行う場合の基本動
作を説明するフローチャートである。

【図１４】自動化設備システムの構成の一例を示した模
式図である。

【図１５】シーケンス要素の状態変化の一例を示したタ
イミングチャートである。

【符号の説明】

Ａ・・・解析装置 １・・・時刻情報記憶手段 ２・・・ビデオ撮影記録手段 ３・・・画像合成手段 ４・・・表示装置 ５・・・設備機器 ６・・・表示再生手段 ７・・・カーソル・ポインタ指標データ生成手段 ８・・・演算手段 １１・・・表示画面 １１ａ・・・タイミングチャート表示域 １１ｂ・・・設備画像表示域 １１ｃ・・・状態表示域 １・・・時刻情報記憶手段 １３・・・タイミングチャート変換手段 Ｘ・・・カーソル ＰＣ・・・プログラマブルコントローラ Ｃ，２ａ・・・ビデオカメラ Ｇ・・・設備機器の画像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05B 23/02 G05B 19/048

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シーケンサによって稼働される設備機器に
   対応して設けたシーケンサの内部接点、システム内の制
   御接点やセンサーなどのシーケンス要素の状態変化を、
   シーケンサのプログラム開始時から順次、記憶させ、 シーケンサの内部接点、システム内の制御接点やセンサ
   ーなどのシーケンス要素の状態変化に応じて、それぞれ
   の設備機器の制御動作をビデオ画像に撮影して、これら
   を記憶保持し、 上記シーケンス要素の状態変化を映像信号に変換すると
   ともに、この映像信号に上記撮影した各設備機器のビデ
   オ画像を同期させて合成し、 この合成したビデオ画像を同一画面に表示させることを
   特徴とする制御動作の解析方法。
2. 【請求項２】請求項１において、 上記シーケンス要素の状態変化を、タイミングチャート
   などの時系列的な要素を含んだ画像として表示するもの
   である制御動作の解析方法。
3. 【請求項３】請求項１において、 上記シーケンス要素の状態変化を、タイミングチャート
   として表示するとともに、このタイミングチャートの立
   ち上がり、立ち下がりに同期させて、上記設備機器のビ
   デオ画像を同一画面に表示させることを特徴とする制御
   動作の解析方法。
4. 【請求項４】請求項１において、 上記シーケンス要素の状態変化を、タイミングチャート
   として表示するとともに、このタイミングチャートの立
   ち上がり、立ち下がりに同期させて、上記設備機器のビ
   デオ画像を同一画面に表示させ、更にこのビデオ画像に
   対応したタイミングチャート上の時間位置を、カーソ
   ル、ポインタなどの指標を表示させて指し示すことを特
   徴とする制御動作の解析方法。
5. 【請求項５】請求項２〜４のいずれかにおいて、 シーケンス要素の状態変化をタイミングチャートとして
   表示する際、このタイミングチャートの立ち上がり、立
   ち下がりに同期して、撮影された設備機器のビデオ画像
   の各々について、そのビデオ画像に対応したタイミング
   チャートの立ち上がり、立ち下がり時を基準にした、オ
   ン、オフ残保持時間を更に表示することを特徴とする制
   御動作の解析方法。
6. 【請求項６】請求項１において、 上記シーケンス要素の状態変化を、時系列的な要素を含
   んでいない絵や文字などでオン、オフ表示させ、 このオン、オフ表示と、シーケンス要素の状態変化に同
   期した設備機器のビデオ画像とを同一画面に表示させる
   ことを特徴とする制御動作の解析方法。
7. 【請求項７】シーケンサによって稼働される設備機器に
   対応して設けたシーケンサの内部接点、システム内の制
   御接点やセンサーなどのシーケンス要素の状態変化を、
   シーケンス要素毎に、シーケンサのプログラム開始時か
   ら順次、記憶させ、 上記シーケンス要素のそれぞれの状態変化を、タイミン
   グチャートとして表示するとともに、そのときに表示さ
   れたタイミングチャートの立ち上がり、立ち下がりをカ
   ーソルなどの指標で指し示した場合には、その箇所を基
   準にしたすべてのシーケンス要素に対するオン、オフ残
   保持時間を、同一画面に表示することを特徴とする制御
   動作の解析方法。
8. 【請求項８】シーケンサによって稼働される設備機器に
   対応して設けたシーケンサの内部接点、システム内の制
   御接点やセンサーなどのシーケンス要素の状態変化の時
   刻を、シーケンサのプログラム開始時から順次、記憶さ
   せる時刻情報記憶手段と、 シーケンサの内部接点、システム内の制御接点やセンサ
   ーなどのシーケンス要素の状態変化に応じて、それぞれ
   の設備機器の制御動作をビデオ画像に撮影して、これら
   を記憶保持するビデオ撮影記録手段と、 上記時刻情報記憶手段によって記憶保持されたシーケン
   ス要素の状態変化の情報を映像信号に変換し、この映像
   信号に撮影された各設備機器のビデオ画像を上記シーケ
   ンス要素の状態変化に同期して上記ビデオ撮影記録手段
   より取り込んで合成する画像合成手段と、 この画像合成手段によって、シーケンス要素の状態変化
   と、設備機器のビデオ画像とが合成された合成画像を表
   示させる表示装置とを備えたことを特徴とする制御動作
   の解析装置。
9. 【請求項９】請求項８において、 上記画像合成手段は、シーケンス要素の状態変化をタイ
   ミングチャートなどの時系列的な要素を含んだ映像信号
   に変換し、この映像信号に、シーケンス要素の状態変化
   に同期して撮影された設備機器のビデオ画像を、上記ビ
   デオ撮影記録手段より順次取り込んで、１つの画像に合
   成する構成にしている制御動作の解析装置。
10. 【請求項１０】請求項８または９において、 上記画像合成手段は、シーケンス要素の状態変化をタイ
    ミングチャートとして映像信号に変換し、このタイミン
    グチャートの立ち上がり、立ち下がり時に同期して撮影
    された設備機器のビデオ画像を、上記ビデオ画像撮影記
    録手段より順次取り込んで、１つの画像に合成する構成
    としている制御動作の解析装置。
11. 【請求項１１】請求項８〜１０において、 上記画像合成手段は、シーケンス要素の状態変化をタイ
    ミングチャートとして映像信号に変換し、このタイミン
    グチャートの立ち上がり、立ち下がり時に同期した設備
    機器のビデオ画像を、上記ビデオ画像撮影記録手段より
    順次取り込むとともに、上記タイミングチャート上に時
    間位置を指し示すカーソル、ポインタなどの指標を加え
    て１つの画像に合成させる構成としている制御動作の解
    析装置。
12. 【請求項１２】シーケンサによって稼働される設備機器
    に対応して設けたシーケンサの内部接点、システム内の
    制御接点やセンサーなどのシーケンス要素の状態変化
    を、シーケンス要素毎に、シーケンサのプログラム開始
    時から順次、記憶させる時刻情報記憶手段と、 上記時刻情報記憶手段によって記憶されたシーケンス要
    素のそれぞれの状態変化を、タイミングチャートに変換
    するタイミングチャート変換手段と、 タイミングチャートに変換されたそれぞれのシーケンス
    要素の状態変化を映像信号に変換し、カーソルなどの指
    標を加えた合成画像を生成する画像合成手段と、 この画像合成手段によって生成された合成画像を同一画
    面にさせる表示装置と、 この表示装置の表示画面に表示されたカーソルなどの指
    標によってタイミングチャートの時間位置が指定された
    ときには、その指定された時間位置からのオン、オフ残
    保持時間を、すべてのシーケンス要素について算出する
    演算手段とを備え、 上記カーソルによって表示画面上の時間位置が指定され
    たときには、その位置を基準としたオン、オフ残保持時
    間が、すべてのシーケンス要素について、表示されるよ
    うにしたことを特徴とする制御動作の解析装置。
13. 【請求項１３】請求項８において、 上記画像合成手段は、シーケンス要素の状態変化を時系
    列的な要素を含んでいない絵や文字などの情報をオン、
    オフ表示として映像信号に変換し、この映像信号にビデ
    オで撮影された設備機器のビデオ画像を、上記ビデオ撮
    影記録手段より順次取り込んで合成する構成としている
    制御動作の解析装置。