JP5494314B2 - Production equipment control system and production equipment control method - Google Patents
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Description
本発明は、生産設備制御システムおよび生産設備制御方法に関する。 The present invention relates to a production facility control system and a production facility control method.
工場おいて製品を効率的に生産するための技術が開発されている。通常、工場には生産設備としてロボット、無人搬送車などの多数の機器が備えられており、これらの機器と作業者とが協働することにより製品を効率的に生産している。このような工場において、生産設備の電源投入および切断、運転開始および停止の制御を人手で行う場合、多くの作業工数を費やす必要がある。人手によらず、生産設備の電源を自動的に切断する技術としては、無人搬送車の電源を自動的に切断する自動制御システムが下記特許文献1に開示されている。下記特許文献1の自動制御システムでは、工場の停電時において赤外線または無線を通じて生産設備に対して電源切断の指示を出すことにより生産設備の電源を切断する。
Technologies for efficiently producing products in factories have been developed. Usually, factories are equipped with a large number of devices such as robots and automatic guided vehicles as production facilities, and products are efficiently produced by the cooperation of these devices and workers. In such a factory, it is necessary to spend a lot of work man-hours when controlling the power on and off of the production equipment and the operation start and stop manually.
しかしながら、上記特許文献1の自動制御システムでは、赤外線または無線を通じて生産設備に対して電源切断の指示を出すので、工場内の作業者が生産設備の電源切断の指示を認識することができないという問題がある。
However, the automatic control system of
したがって、本発明の目的は、作業者が生産設備の電源制御の指示を認識することができる生産設備制御システムおよび生産設備制御方法を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a production facility control system and a production facility control method that allow an operator to recognize a power control instruction of a production facility.
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。 The above object of the present invention is achieved by the following means.
本発明の生産設備制御システムは、送信手段、受信手段、および制御手段を有する。送信手段は、可聴音帯域の特定周波数の送信信号レベルを前記特定周波数より低い周波数で周期的に変化させて生成された音波を送信する。受信手段は、前記音波を受信して前記特定周波数の信号レベルを選択的に抽出する。制御手段は、抽出された前記特定周波数の受信信号レベルの変動が前記送信手段による送信信号レベルの周期的な変化に対応する場合、前記特定周波数の周波数成分を解析した結果に基づいて制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行する。 The production facility control system of the present invention has a transmission means, a reception means, and a control means. The transmission means transmits a sound wave generated by periodically changing a transmission signal level of a specific frequency in the audible sound band at a frequency lower than the specific frequency. The receiving means receives the sound wave and selectively extracts the signal level of the specific frequency. When the fluctuation of the extracted received signal level of the specific frequency corresponds to the periodic change of the transmitted signal level by the transmitting means, the control means is controlled based on the result of analyzing the frequency component of the specific frequency. Power control or operation control is executed for
また、本発明の生産設備制御方法は、送信段階、受信段階、および制御段階を有する。送信段階は、可聴音帯域の特定周波数の送信信号レベルを前記特定周波数より低い周波数で周期的に変化させて生成された音波を送信する。受信段階は、前記音波を受信して前記特定周波数の信号レベルを選択的に抽出する。制御段階は、抽出された前記特定周波数の受信信号レベルの変動が前記送信段階における送信信号レベルの周期的な変化に対応する場合、前記特定周波数の周波数成分を解析した結果に基づいて制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行する。 The production facility control method of the present invention includes a transmission stage, a reception stage, and a control stage. The transmitting step transmits a sound wave generated by periodically changing a transmission signal level of a specific frequency in the audible sound band at a frequency lower than the specific frequency. The receiving step receives the sound wave and selectively extracts the signal level of the specific frequency. In the control stage, when the extracted fluctuation of the received signal level of the specific frequency corresponds to the periodic change of the transmission signal level in the transmission stage, the control target equipment is based on the result of analyzing the frequency component of the specific frequency. Power control or operation control is executed for
本発明によれば、可聴音を通じて生産設備に対して電源制御または運転制御の指示を出すので、工場内の作業者が生産設備の電源制御または運転制御の指示を認識することができる。その結果、作業者の安全を確保することができる。 According to the present invention, since an instruction for power control or operation control is issued to the production facility through audible sound, an operator in the factory can recognize the instruction for power control or operation control of the production facility. As a result, worker safety can be ensured.
以下、添付した図面を参照して本発明の生産設備制御システムの実施の形態を説明する。なお、図中、同一の部材には同一の符号を用いた。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。また、本明細書を通して、可聴音帯域に含まれる、1つの特定の周波数、または離散的に設定された特定の複数の周波数を特定周波数と称する。 Embodiments of a production facility control system according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used for the same members. In addition, the dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation, and may be different from the actual ratios. Further, throughout the present specification, one specific frequency or a plurality of discretely set specific frequencies included in the audible sound band is referred to as a specific frequency.
(第1の実施の形態)
以下、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態における生産設備制御システムの概略構成について説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態における生産設備制御システムの概略ブロック図である。本実施の形態の生産設備制御システムは、可聴音帯域の音波を利用して、ロボットまたはAGV(無人搬送車)に対して電源制御または運転制御を実行するものである。
(First embodiment)
Hereinafter, the schematic configuration of the production facility control system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic block diagram of a production facility control system according to the first embodiment of the present invention. The production facility control system of the present embodiment performs power supply control or operation control on a robot or AGV (automated guided vehicle) using sound waves in an audible sound band.
図1に示すとおり、本実施の形態の生産設備制御システム100は、設備稼働モニタ110、設備制御部120、放送装置130、情報収集器140、ロボット150、およびAGV160を有する。設備稼働モニタ110、設備制御部120、および情報収集器140は、たとえばLAN(ローカルエリア・ネットワーク)を通じて接続されている。設備制御部120は、設備稼働モニタ110からの指示を受けて放送装置130に送信信号を供給し、情報収集器140は、設備稼働モニタ110から可聴音帯域の音波で指示を受けてロボット150またはAGV160を制御する。ロボット150およびAGV160のうちのいずれか一方を制御対象設備150,160と称する。以下、図1に示す各構成要素について順に説明する。
As shown in FIG. 1, the production
設備稼働モニタ110は、生産設備の稼働状況を監視する。より具体的には、設備稼働モニタ110は、コンピュータシステムを備えており、監視用ソフトウェアがLANを通じてロボット150およびAGV160を含む各生産設備の稼働状況を監視する。たとえば、稼動しているいずれかの生産設備に不具合が生じた場合、不具合が生じている生産設備の情報収集器140から設備稼働モニタ110に不具合に関する情報が伝達される。設備稼働モニタ110は、不具合の状況を分析し、たとえば不具合が生じている生産設備の運転を一時的に停止するといった指示を情報収集器140に伝達する。また、設備稼働モニタ110は、工場内における各工程のスケジュールを管理する機能も有する。設備稼働モニタ110は、たとえば、各生産設備の起動および終了時刻、および各工程における作業者の休憩時刻に応じて設備制御部120および情報収集器140に対して指示を伝達する。
The facility operation monitor 110 monitors the operation status of the production facility. More specifically, the
設備制御部120は、送信音圧レベル信号を生成して放送装置130に送信する。送信音圧レベル信号は、可聴音帯域の特定周波数の送信信号レベルを特定周波数より低い周波数で周期的に変化させて生成した電気信号である。設備制御部120の構成および機能についての詳細は後述する。
The
放送装置130は、工場内に設置されたスピーカを通じて送信音圧レベル信号に対応する音波を送信する。放送装置130は、スピーカ、増幅器、および配線設備を有する。増幅器は、送信音圧レベル信号を適切な信号レベルまで増幅する。配線設備は、増幅器を含む放送装置本体と工場内の各所に配置されたスピーカとを接続し、増幅された送信音圧レベル信号をスピーカに供給する。そして、スピーカは、送信音圧レベル信号を音波に変換して、工場内にくまなく送信する。なお、放送装置130は、一般的な工場に備えられている通常の放送設備を利用することもできるので、既設の放送設備がある場合は新たに専用設備を導入する必要はない。設備制御部120および放送装置130は、送信手段として機能する。
The
情報収集器140は、音波を受信し、特定周波数の周波数成分を解析して制御対象設備150,160を制御する。より具体的には、情報収集器140は、音波を受信して特定周波数の信号レベルを選択的に抽出し、抽出された特定周波数の受信信号レベルの変動が所定の条件を満たす場合、特定周波数の周波数成分を解析して制御対象設備150,160に対して電源制御または運転制御を実行する。本実施の形態では、情報収集器140は、1台の制御対象設備150,160に対して1台ずつ割り当てられ、各々の情報収集器140は互いに独立に動作する。情報収集器140は、受信手段および制御手段として機能する。なお、情報収集器140には、ロボット150およびAGV160の運転を制御する通常の制御回路も含まれる。情報収集器140の構成および機能の詳細については後述する。
The
ロボット150およびAGV160は、制御対象設備として機能する。ロボット150およびAGV160は、情報収集器140によって制御される電源回路および運転機構を備える。ロボット150は、たとえば溶接冶具ロボットであり、ワークを溶接処理する。AGV160は、たとえば、溶接処理される前のワークを搬入し、溶接処理された後のワークを搬出する。なお、本実施の形態のロボット150およびAGV160は、一般的なロボットおよびAGV160に加えて上記の情報収集器140によって制御される電源回路および運転機構を備えているので、一般的なロボットおよびAGVとしての機能も有する。ロボット150およびAGV160の一般的な機能の説明は省略する。
The
以上のとおり構成される本実施の形態の生産設備制御システムは、可聴音帯域の音波を利用して、制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行する。より具体的には、設備制御部で生成された送信音圧レベル信号を放送装置で音波に変換して送信し、情報収集器で音波を受信して制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行する。 The production facility control system according to the present embodiment configured as described above performs power supply control or operation control on the control target facility using sound waves in the audible sound band. More specifically, the transmission sound pressure level signal generated by the equipment control unit is converted into sound waves by the broadcasting device and transmitted, and the sound waves are received by the information collector, and power control or operation control is performed on the equipment to be controlled. Execute.
次に、図2を参照して、図1に示す設備制御部についてより詳しく説明する。図2は、図1に示す設備制御部の構成を説明するブロック図である。 Next, the facility control unit shown in FIG. 1 will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the equipment control unit shown in FIG.
図2に示すとおり、設備制御部120は、パターン生成部121、変化信号生成部122、および送信処理部123を有する。以下、図2に示す設備制御部120の各構成要素について順に説明する。
As illustrated in FIG. 2, the
パターン生成部121は、パターン信号を生成する。パターン信号は、可聴音帯域の特定周波数を含む信号である。本実施の形態では、特定周波数として、DTMF(Dual−Tone Multi−Frequency)を利用する。DTMFを利用した通信では、規格として定められた低群および高群からなる2つのグループからそれぞれ選択された2つの周波数の信号を合成した信号を送受信する。低群に含まれる周波数成分はそれぞれ697Hz、770Hz、852Hz、941Hzであり、高群に含まれる周波数成分はそれぞれ1209Hz、1336Hz、1477Hz、1633Hzである。以下、低群および高群のそれぞれの周波数成分を特定周波数成分1〜特定周波数成分8と称する。
The
DTMFでは、低群および高群がそれぞれ4つの周波数を含むので、4×4=16通りの組み合わせが存在する。したがって、本実施の形態では、パターン生成部121は16通りの特定周波数のパターンを生成しうる。パターン生成部121は、低群および高群から1つずつ選択された2つの周波数の信号を合成してパターン信号を生成する。パターン信号の特定周波数成分を組み合せることによって、制御対象設備150,160を制御する複数の制御命令が得られる。
In DTMF, since the low group and the high group each include four frequencies, there are 4 × 4 = 16 combinations. Therefore, in the present embodiment, the
制御命令には、工場内のすべての生産設備を一斉に制御する一斉制御命令と、工場内の1つまたは複数の生産設備を個別に制御する個別制御命令とがある。パターン生成部121は、設備稼働モニタ110の指示を受けて、制御内容に応じたパターン信号を生成する。一斉制御命令は、おもに工場内の生産設備を一斉に起動または停止するときに使用され、個別制御命令は、たとえば生産設備の一部に不具合が生じた場合などにおいて、生産設備を個別に起動または停止するときなどに使用される。また、パターン信号は、設備稼働モニタ110からの指示を受けて任意の時間に生成されうる。生成されたパターン信号は、送信処理部123に伝達される。
The control command includes a simultaneous control command for controlling all production facilities in the factory at once and an individual control command for individually controlling one or a plurality of production facilities in the plant. The
変化信号生成部122は、パターン信号を周期的に変化させる所定周波数の変化信号を生成する。変化信号は、たとえば所定の振幅Aを有する正弦波信号であり、その周波数fは特定周波数より低く設定される。より具体的には、変化信号の所定周波数fは、数Hz程度が好ましく、たとえばf=2Hzである。なお、変化信号は、振幅が周期的に変化する信号であればよく、正弦波信号に限定されない。生成された変化信号は、送信処理部123に伝達される。
The
送信処理部123は、パターン信号の信号レベルを変化信号の信号レベルで変化させて送信音圧レベル信号を生成する。生成された送信音圧レベル信号は放送装置130に伝達される。
The
以上のとおり構成される本実施の形態の設備制御部は、パターン生成部で生成されたパターン信号を変化信号生成部で生成された変化信号により変化させて送信音圧レベル信号を生成する。以下、図3〜図5を参照して、本実施の形態の生産設備制御システムにおける送信動作を説明する。 The facility control unit of the present embodiment configured as described above generates a transmission sound pressure level signal by changing the pattern signal generated by the pattern generation unit using the change signal generated by the change signal generation unit. Hereinafter, a transmission operation in the production facility control system of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図3は、図1に示す生産設備制御システムの送信動作を説明するフローチャートである。また、図4は図2に示すパターン生成部で生成されるパターン信号の一例を示すスペクトル図である。図4において横軸には周波数(Hz)がとられており、縦軸には信号レベルがとられている。また、図5は図2に示す送信処理部から出力される送信音圧レベル信号の一例を示す波形図である。図5において横軸には時間がとられており、縦軸には信号レベルがとられている。以下、送信する音波が、特定周波数として特定周波数成分3および特定周波数成分7を含む場合を例にとって送信動作を説明する。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the transmission operation of the production facility control system shown in FIG. FIG. 4 is a spectrum diagram showing an example of a pattern signal generated by the pattern generation unit shown in FIG. In FIG. 4, the horizontal axis represents frequency (Hz), and the vertical axis represents signal level. FIG. 5 is a waveform diagram showing an example of a transmission sound pressure level signal output from the transmission processing unit shown in FIG. In FIG. 5, time is taken on the horizontal axis, and signal level is taken on the vertical axis. Hereinafter, the transmission operation will be described by taking as an example the case where the sound wave to be transmitted includes the
図3に示すとおり、まず、パターン信号を生成する(ステップS101)。より具体的には、たとえば図4に示すとおり、パターン生成部121が特定周波数成分3および特定周波数成分7にピークレベルVpを有するパターン信号を生成する。なお、特定周波数成分3および特定周波数成分7以外の周波数については、特定周波数成分との干渉を防止するため、可能な限り信号レベルを下げることが望ましい。図4には理想的なパターン信号のスペクトルが示されている。
As shown in FIG. 3, first, a pattern signal is generated (step S101). More specifically, for example, as illustrated in FIG. 4, the
次に、変化信号を生成する(ステップS102)。より具体的には、たとえば図5に示すとおり、パターン信号を周期的に変化させる所定周波数の変化信号を変化信号生成部122が生成する。本実施の形態における変化信号は、たとえば所定の振幅Aを有する正弦波信号であり、周波数はf=2Hzである。
Next, a change signal is generated (step S102). More specifically, for example, as illustrated in FIG. 5, the change
次に、送信音圧レベル信号を生成する(ステップS103)。より具体的には、図5に示すとおり、送信処理部123が変化信号の振幅変化に応じてパターン信号の信号レベルを変化させて送信音圧レベル信号を生成する。
Next, a transmission sound pressure level signal is generated (step S103). More specifically, as illustrated in FIG. 5, the
次に、音波を送信する(ステップS104)。より具体的には、放送装置130が送信音圧レベル信号を増幅器で必要な信号レベルまで増幅し、スピーカから音波として送信する。このとき、工場内の作業者には送信音圧レベル信号に対応する音が聞こえる。
Next, a sound wave is transmitted (step S104). More specifically, the
以上のとおり、本実施の形態において、設備制御部は、パターン信号を変化信号で変化させて送信音圧レベル信号生成し、放送装置は、生成された送信音圧レベル信号を音波として送信する。 As described above, in the present embodiment, the equipment control unit generates a transmission sound pressure level signal by changing the pattern signal using the change signal, and the broadcasting device transmits the generated transmission sound pressure level signal as a sound wave.
次に、図6を参照して、図1に示す情報収集器についてより詳しく説明する。図6は、図1に示す情報収集器の構成を説明するブロック図である。 Next, the information collector shown in FIG. 1 will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram illustrating the configuration of the information collector shown in FIG.
図6に示すとおり、情報収集器140は、集音器141、受信部142、検出部143、解析部144、および制御部145を有する。以下、図6に示す情報収集器140の各構成要素を順に説明する。
As illustrated in FIG. 6, the
集音器141は、音波を電気信号としての受信音圧レベル信号に変換して受信部142に伝達する。集音器141は、たとえばマイクロホンである。
The
受信部142は、受信音圧レベル信号から特定周波数の信号レベルを選択的に抽出して受信信号として検出部143に伝達する。より具体的には、受信部142は、フィルタ部を有しており、DTMFで用いられる所定の周波数帯域をそれ以外の周波数帯域から選択的に抽出する。フィルタ部は、たとえばディジタルフィルタで構成される。
The receiving
検出部143は、受信信号の信号レベルの変動を検出する。より具体的には、検出部143は、各特定周波数成分の信号レベルの変動を検出し、当該信号レベルの変動が設備制御部120による送信信号レベルの周期的な変化に対応していると判断される特定周波数の周波数成分を検出結果として解析部144に伝達する。なお、送信信号レベルの周期的な変化に関する情報は、設備稼働モニタ110からLANを通じて検出部143に供給されうる。
The
解析部144は、特定周波数の周波数成分を解析する。より具体的には、解析部144は、検出部143から検出結果として出力された特定周波数の周波数成分を解析して制御命令を制御部145に伝達する。解析部144には、DTMFの各特定周波数成分の組み合せ(以下、パターンと称する)と制御対象設備150,160に対する制御内容との対応関係が予め登録されている。
The
なお、本実施の形態では、パターンと制御内容との対応関係は、制御対象設備150,160の制御形態に応じて各々の情報収集器140の解析部144に個別に設定されうる。たとえば、すべての制御対象設備150,160を一斉に制御する場合、各々の制御対象設備150,160に対して同じ制御を実行する共通の対応関係が設定される。一方、複数の制御対象設備150,160を個別に制御する場合、複数の制御対象設備150,160に対して個別に制御を実行する個別の対応関係が設定される。パターンと制御内容との対応関係を以上のように設定した上で、各々の情報収集器が、パターンにしたがって自らが担当する制御対象設備150,160に対して制御を実行することにより、結果的に複数の制御対象設備150,160が一斉または個別に制御される。
In the present embodiment, the correspondence between the pattern and the control content can be individually set in the
また、制御対象設備150,160を指定して特定の制御を実行するには、たとえばDTMFの低群を利用して情報収集器140を指定し、高群を利用して制御内容を指定する。低群には4つの特定周波数が含まれているので、4つの情報収集器140のうちの1つを指定することができる。また、高群にも4つの特定周波数が含まれているので、4種類の制御うちいずれか1つを指定することができる。
In addition, in order to execute the specific control by specifying the
また、パターンと制御内容との対応関係は、必要に応じて設定を変更することが可能である。上記対応関係の設定は、設備稼働モニタ110からLANを通じて各情報収集器140に設定情報を送信することにより変更される。
The correspondence between the pattern and the control content can be changed as necessary. The setting of the correspondence relationship is changed by transmitting setting information from the facility operation monitor 110 to each
制御部145は、解析部144の解析結果に基づいて制御対象設備150,160に対して電源制御または運転制御を実行する。電源制御には、制御対象設備150,160に対して電源を投入する電源投入制御および電源を切断する電源切断制御が含まれ、運転制御には、制御対象設備150,160に対して運転を開始する運転開始制御および運転を停止する運転停止制御が含まれる。電源制御および運転制御の具体的な手順については、それぞれ通常の電源制御および運転制御の手順と同様なので説明を省略する。
The control unit 145 performs power supply control or operation control on the
以上のとおり構成される情報収集器は、集音器で音波を受信し、受信部で特定周波数の信号レベルを選択的に抽出し、検出部で受信信号レベルの変動を検出する。そして、検出部は受信信号レベルの変動が送信信号レベルの変化と対応している特定周波数の周波数成分を出力する。解析部は特定周波数の周波数成分を解析し、制御部は解析部の解析結果に基づいて制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行する。以下、図7〜図11を参照して、本実施の形態の生産設備制御システムにおける受信動作を説明する。 The information collector configured as described above receives sound waves by the sound collector, selectively extracts a signal level of a specific frequency by the receiving unit, and detects fluctuations in the received signal level by the detecting unit. Then, the detection unit outputs a frequency component of a specific frequency in which the variation in the reception signal level corresponds to the change in the transmission signal level. An analysis part analyzes the frequency component of a specific frequency, and a control part performs power supply control or operation control with respect to controlled object equipment based on the analysis result of an analysis part. Hereinafter, the receiving operation in the production facility control system of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図7は、図1に示す生産設備制御システムの受信動作を説明するフローチャートであり、図8は図7における電源制御または運転制御処理を説明するフローチャートである。また、図9は図6に示す受信部に入力される受信音圧レベル信号の一例を示すスペクトル図である。また、図10は受信信号のスペクトルの一例を示す波形図であり、図11は特定周波数の信号レベルの変動の一例を示す波形図である。 FIG. 7 is a flowchart for explaining the reception operation of the production facility control system shown in FIG. 1, and FIG. 8 is a flowchart for explaining the power supply control or operation control process in FIG. FIG. 9 is a spectrum diagram showing an example of a received sound pressure level signal input to the receiving unit shown in FIG. FIG. 10 is a waveform diagram showing an example of the spectrum of the received signal, and FIG. 11 is a waveform diagram showing an example of fluctuations in the signal level of the specific frequency.
図7に示すとおり、まず、音波を受信する(ステップS201)。集音器141に到達した音波は、電気信号としての受信音圧レベル信号に変換される。図9に示すとおり、受信音圧レベル信号は、図4のパターン信号に対応する852Hz(特定周波数成分3)および1477Hz(特定周波数成分7)にピークレベルを有する。しかしながら、ピークレベルのスペクトル幅は、図4のパターン信号のスペクトル幅と比較して広くなっている。これは、工場内環境における音波の伝播特性、音波の伝播過程におけるノイズなどの種々の影響によるものと考えられる。受信部142のフィルタ部は、図9の破線で囲まれた領域1〜領域8の周波数帯域をDTMFの特定周波数とみなして抽出する。たとえば、領域1の範囲の周波数は特定周波数成分1とみなされて抽出される。したがって、図10に示すとおり、図9の受信音圧レベル信号が受信部142に入力されたとしても、DTMFの特定周波数を含む周波数帯域以外の周波数成分は大幅に低減される。その結果、送信側で選択されたDTMFの特定周波数成分を受信側で正確に認識することができる。フィルタ部で抽出された信号は、受信信号として検出部143に伝達される。
As shown in FIG. 7, first, a sound wave is received (step S201). The sound wave that has reached the
次に、受信信号レベルの変動を検出する(ステップS202)。図11に示すとおり、受信信号の信号レベルは、種々の要因により変動する。受信信号レベルの変動の要因としては、送信する際に変化信号によって変化させる意図的なものに加えて、送信された音波が工場内を伝播する過程で工場内のノイズと干渉する偶発的なものが考えられる。また、工場内のノイズのうち特定周波数と同じ周波数成分が偶発的に混入する場合も考えられる。図11において、信号C1〜信号C3、信号C7は、DTMFの特定周波数成分1〜特定周波数成分3、特定周波数成分7の信号レベルにそれぞれ対応する。なお、特定周波数成分4〜特定周波数成分6、特定周波数成分8に対応する信号レベルについては図示されていない。検出部143は、各周波数成分の受信信号レベルの変動を検出し、DTMFのすべての特定周波数成分について、受信信号レベルの変動の周波数および振幅を算出する。なお、受信信号レベルの変動を検出する際のサンプリング周波数Tsは、8kHz程度である。
Next, a change in the received signal level is detected (step S202). As shown in FIG. 11, the signal level of the received signal varies depending on various factors. In addition to the intentional change caused by the change signal when transmitting, the cause of fluctuations in the received signal level is an accident that interferes with noise in the factory as the transmitted sound waves propagate through the factory. Can be considered. Moreover, the case where the same frequency component as a specific frequency is accidentally mixed among the noises in a factory is also considered. In FIG. 11, signals C 1 to C 3 and signal C 7 correspond to the signal levels of the
次に、変動が送信時の変化と対応するか否かを判断する(ステップS203)。より具体的には、各特定周波数成分について、受信信号レベルの変動の周波数が、設備制御部120による信号レベルの周期的な変化の周波数と所定時間にわたり一致する場合、受信信号レベルの変動は、送信信号レベルの変化と対応していると検出部143が判断する。ここで、送信信号レベルの変化の周波数がたとえば2Hzである場合、所定時間は1.5秒である。すなわち、受信信号レベルの変動の周波数が2Hzで1.5秒間にわたり維持される場合、信号レベルの変動は、送信信号レベルの変化と対応していると判断される。たとえば、本実施の形態では、信号C3および信号C7について、1.5秒間にわたり受信信号レベルの変動の周波数がf=2Hzであるので、受信信号レベルの変動は、送信信号レベルの変化と対応していると判断される。一方、信号C1および信号C2については、受信信号レベルの変動は、送信信号レベルの変化と対応していないと判断される。いずれの周波数成分についても受信信号レベルの変動が送信信号レベルの変化と対応しない場合(ステップS203:NO)、処理を終了する。
Next, it is determined whether or not the fluctuation corresponds to a change at the time of transmission (step S203). More specifically, for each specific frequency component, when the frequency of the received signal level fluctuation matches the frequency of the signal level periodic change by the
一方、いずれかの周波数成分について、受信信号レベルの変動が送信信号レベルの変化と対応する場合(ステップS203:YES)、周波数成分を解析する(ステップS204)。より具体的には、解析部144が特定周波数の周波数成分を解析して制御内容を制御部145に伝達する。たとえば、信号C3およびC7の受信信号レベルの変動が送信信号レベルの変化と対応していると検出部143によって判断された場合、解析部144は、パターンと制御内容との対応関係から、制御対象設備150,160の電源を投入する制御であることを制御部145に伝達する。この場合、解析結果として電源投入命令が伝達される。また、電源を切断する制御である場合、解析結果として電源切断命令が伝達される。また、制御対象設備150,160の運転を開始する制御である場合、解析結果として運転開始命令が伝達され、運転を停止する制御である場合、解析結果として運転停止命令が伝達される。
On the other hand, for any one of the frequency components, if the change in the received signal level corresponds to the change in the transmitted signal level (step S203: YES), the frequency component is analyzed (step S204). More specifically, the
次に、電源制御または運転制御を実行する(ステップS205)。より具体的には、以下に説明する電源制御または運転制御処理を実行したのち、処理を終了する。なお、工場内の作業者が音を聞いてから行動を起こすまでに時間を必要とするので、制御対象設備150,160に対して実際に制御を実行するまで処理を遅延させる遅延時間を設定してもよい。
Next, power supply control or operation control is executed (step S205). More specifically, after executing the power supply control or operation control process described below, the process ends. Since it takes time for the workers in the factory to hear the sound and take action, a delay time is set for delaying the processing until the
図8に示すとおり、まず、特定周波数の周波数成分の解析結果が電源投入命令であるか否かが判断される(ステップS301)。解析結果が電源投入命令である場合(ステップS301:YES)、制御対象設備150,160の電源を投入する(ステップS302)。
As shown in FIG. 8, first, it is determined whether or not the analysis result of the frequency component of the specific frequency is a power-on command (step S301). When the analysis result is a power-on command (step S301: YES), the power of the
一方、解析結果が電源投入命令ではない場合(ステップS301:NO)、特定周波数の周波数成分の解析結果が電源切断命令であるか否かが判断される(ステップS303)。解析結果が電源切断命令である場合(ステップS303:YES)、制御対象設備150,160の電源を切断する(ステップS304)。
On the other hand, if the analysis result is not a power-on command (step S301: NO), it is determined whether or not the analysis result of the frequency component of the specific frequency is a power-off command (step S303). When the analysis result is a power-off command (step S303: YES), the power of the
一方、解析結果が電源切断命令ではない場合(ステップS303:NO)、特定周波数の周波数成分の解析結果が運転開始命令であるか否かが判断される(ステップS305)。解析結果が運転開始命令である場合(ステップS305:YES)、制御対象設備150,160の運転を開始する(ステップS306)。
On the other hand, when the analysis result is not a power-off command (step S303: NO), it is determined whether or not the analysis result of the frequency component of the specific frequency is an operation start command (step S305). When the analysis result is an operation start command (step S305: YES), the operation of the
一方、解析結果が運転開始命令ではない場合(ステップS305:NO)、特定周波数の周波数成分の解析結果が運転停止命令であるか否かが判断される(ステップS307)。解析結果が運転停止命令である場合(ステップS307:YES)、制御対象設備150,160の運転を停止する(ステップS308)。
On the other hand, when the analysis result is not an operation start command (step S305: NO), it is determined whether or not the analysis result of the frequency component of the specific frequency is an operation stop command (step S307). When the analysis result is an operation stop command (step S307: YES), the operation of the
一方、解析結果が運転停止命令ではない場合(ステップS307:NO)、電源制御または運転制御処理を終了してメイン処理に戻る。 On the other hand, when the analysis result is not an operation stop instruction (step S307: NO), the power supply control or the operation control process is terminated and the process returns to the main process.
以上のとおり、図7および図8のフローチャートの処理によれば、音波を受信し、特定周波数の信号レベルを選択的に抽出し、抽出された受信信号レベルの変動が送信信号レベルの変化と対応しているか否かを判断する。そして、受信信号レベルの変動が送信信号レベルの変化と対応している場合、特定周波数の周波数成分を解析し、解析結果に基づいて制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行する。 As described above, according to the processing of the flowcharts of FIGS. 7 and 8, a sound wave is received, a signal level of a specific frequency is selectively extracted, and fluctuations in the extracted reception signal level correspond to changes in the transmission signal level. Judge whether or not. And when the fluctuation | variation of a received signal level respond | corresponds with the change of a transmission signal level, the frequency component of a specific frequency is analyzed and power supply control or operation control is performed with respect to control object equipment based on an analysis result.
以上のとおり、説明した本実施の形態は以下の効果を奏する。 As described above, the described embodiment has the following effects.
(a)本発明の生産設備制御システムは、可聴音を通じて生産設備に対して電源制御または運転制御の指示を出すので、工場内の作業者が生産設備の電源制御または運転制御の指示を認識することができる。その結果、工場内での作業者の安全を確保することができる。また、任意の時間に電源制御または運転制御を実行することができるので、生産設備の消費電力量を削減することができる。 (A) Since the production facility control system of the present invention issues a power control or operation control instruction to the production facility through audible sound, an operator in the factory recognizes the power control or operation control instruction of the production facility. be able to. As a result, the safety of workers in the factory can be ensured. In addition, since power control or operation control can be executed at an arbitrary time, the power consumption of the production facility can be reduced.
(b)設備制御部および送信装置によって送信される音波は、複数の周波数成分を含み、情報収集器は、複数の周波数成分の組み合せに応じて制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行する。したがって、1台の制御対象設備に対して複数種類の制御を実行することができる。また、音波の送受信におけるノイズに対する耐性を向上することができる。 (B) The sound wave transmitted by the equipment control unit and the transmission device includes a plurality of frequency components, and the information collector performs power supply control or operation control on the controlled equipment according to the combination of the plurality of frequency components. To do. Therefore, a plurality of types of control can be executed for one control target facility. Moreover, the tolerance with respect to the noise in the transmission / reception of a sound wave can be improved.
(c)情報収集器は、互いに離隔して配置された複数の制御対象設備に対して個別に割り当てられる。したがって、互いに離隔して配置された各制御対象設備の制御を個別に実行することができる。その結果、作業者が各制御対象設備を手作業で操作する必要がないので、電源制御および運転制御の作業工数を削減することができる。 (C) The information collector is individually assigned to a plurality of control target facilities that are spaced apart from each other. Therefore, it is possible to individually control the respective control target facilities that are arranged apart from each other. As a result, it is not necessary for the operator to manually operate each control target facility, so that the man-hours for power control and operation control can be reduced.
(d)本発明の生産設備制御方法は、可聴音を通じて生産設備に対して電源制御または運転制御の指示を出すので、工場内の作業者が生産設備の電源制御または運転制御の指示を認識することができる。その結果、工場内での作業者の安全を確保することができる。また、任意の時間に電源制御または運転制御を実行することができるので、生産設備の消費電力量を削減することができる。 (D) Since the production facility control method of the present invention issues a power control or operation control instruction to the production facility through audible sound, an operator in the factory recognizes the power control or operation control instruction of the production facility. be able to. As a result, the safety of workers in the factory can be ensured. In addition, since power control or operation control can be executed at an arbitrary time, the power consumption of the production facility can be reduced.
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態では、1台の情報収集器が1台の制御対象設備の制御を実行した。第2の実施の形態では、複数のパターンに応じて1台の情報収集器が複数の制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行する。換言すれば、1台の情報収集器が複数台の制御対象設備によって共用される。以下、図12を参照して、本実施の形態の生産設備制御システムを説明する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, one information collector controls one facility to be controlled. In the second embodiment, one information collector performs power supply control or operation control for a plurality of control target facilities according to a plurality of patterns. In other words, one information collector is shared by a plurality of control target facilities. Hereinafter, the production facility control system of the present embodiment will be described with reference to FIG.
図12は、第2の実施の形態における情報収集器、ロボット、およびAGVの工場内における配置を例示する概念図である。図12(A)および図12(B)に示すとおり、本実施の形態の情報収集器140および制御対象設備150,160は、作業工程の形態に応じて工場内に区画された複数の領域(エリア)のうちの1つに配置される。
FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating the arrangement of the information collector, the robot, and the AGV in the factory according to the second embodiment. As shown in FIG. 12 (A) and FIG. 12 (B), the
図12(A)に示す配置では、エリアαには、ロボット150が3台、AGV160が1台配置されており、3台のうち2台のロボット150に共通の情報収集器140が割り当てられ、残りの1台のロボット150とAGV160にそれぞれ1台ずつ情報収集器140が割り当てられている。したがって、エリア内で情報収集器140を共用することにより、制御対象設備150,160の数に対する情報収集器140の数を少なくすることができる。
In the arrangement shown in FIG. 12A, three
また、図12(B)に示す配置では、エリアαおよびエリアβにロボット150およびAGV160が2台ずつ配置されており、ロボット150にはエリアを跨いで共通の情報収集器140が割り当てられ、AGV160にはそれぞれ1台ずつ情報収集器140が割り当てられている。したがって、エリアを跨いで情報収集器140を共用することにより制御対象設備150,160の数に対する情報収集器140の数を少なくすることができる。
In the arrangement shown in FIG. 12B, two
以上のとおり、説明した本実施の形態は、第1の実施の形態に加えて、以下の効果を奏する。 As described above, the described embodiment has the following effects in addition to the first embodiment.
(e)情報収集器は、複数の周波数成分の組み合せに応じて複数の制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行する。したがって、制御対象設備の数に対する情報収集器の数を少なくすることができる。 (E) The information collector executes power supply control or operation control for a plurality of control target facilities according to a combination of a plurality of frequency components. Therefore, the number of information collectors with respect to the number of control target facilities can be reduced.
(第3の実施の形態)
第1の実施の形態では、受信信号レベルの変動の周波数が、設備制御部による送信信号レベルの周期的な変化の周波数と所定時間にわたり一致する場合、受信信号レベルの変動が送信信号レベルの変化と対応していると判断された。本実施の形態では、第1の実施の形態での判断方法における条件を満たし、かつ、信号レベルの大きさが所定の判断条件を満たす場合、受信信号レベルの変動が送信信号レベルの変化と対応していると判断される。より具体的には、本実施の形態では、第1の実施の形態での判断方法における判断条件を満たし、かつ、信号レベルの最小値と最大値との差に相当する振幅が所定時間にわたり所定値Ath以上である場合、受信信号レベルの変動が送信信号レベルの変化と対応していると判断される。
(Third embodiment)
In the first embodiment, when the frequency of the fluctuation of the received signal level matches the frequency of the periodic change of the transmission signal level by the equipment control unit over a predetermined time, the fluctuation of the received signal level changes the transmission signal level. It was determined that In the present embodiment, when the condition in the determination method in the first embodiment is satisfied and the signal level magnitude satisfies a predetermined determination condition, the received signal level fluctuation corresponds to the transmission signal level change. It is judged that More specifically, in the present embodiment, the determination condition in the determination method in the first embodiment is satisfied, and an amplitude corresponding to the difference between the minimum value and the maximum value of the signal level is predetermined over a predetermined time. When the value is Ath or more, it is determined that the variation in the received signal level corresponds to the change in the transmitted signal level.
本実施の形態では、図11において信号C1の代わりに信号C1’を用いる。図11に示すとおり、1.5秒間にわたり受信信号レベルの変動の周波数がf=2Hzであるので、信号C1’、信号C3、および信号C7は、いずれも第1の実施の形態での判断方法における判断条件を満たす。しかしながら、各信号の振幅がA3>A7>Ath>A1’であるとすれば、信号C3および信号C7は本実施の形態の判断条件を満たす一方、C1’は受信信号レベルの変動の振幅A1'が所定値Ath未満であるので本実施の形態の判断条件を満さない。したがって、信号C3および信号C7についての受信信号レベルの変動は、送信信号レベルの変化と対応していると判断される。一方、信号C1'については、受信信号レベルの変動は、送信信号レベルの変化と対応していないと判断される。 In this embodiment, a signal C 1 'instead of the signal C 1 in FIG. 11. As shown in FIG. 11, since the frequency of fluctuation of the received signal level is f = 2 Hz over 1.5 seconds, all of signal C 1 ′, signal C 3 , and signal C 7 are the same as those in the first embodiment. Satisfy the judgment condition in the judgment method. However, if the amplitude of each signal is A 3 > A 7 > A th > A 1 ′ , the signal C 3 and the signal C 7 satisfy the determination conditions of the present embodiment, while C 1 ′ is the received signal. Since the amplitude A1 ′ of the level fluctuation is less than the predetermined value Ath , the determination condition of the present embodiment is not satisfied. Therefore, it is determined that the change in the received signal level for signals C 3 and C 7 corresponds to the change in the transmitted signal level. On the other hand, for the signal C 1 ′, it is determined that the change in the reception signal level does not correspond to the change in the transmission signal level.
また、信号レベルの大きさについての判断条件は、信号レベルが所定時間にわたり所定の閾値レベル以上であるか否かであってもよい。すなわち、第1の実施の形態での判断方法における条件を満たし、かつ、信号レベルが所定時間にわたり所定の閾値レベルVth以上である場合、受信信号レベルの変動は、送信信号レベルの変化と対応していると判断される。図11に示すとおり、1.5秒間にわたり受信信号レベルの変動の周波数がf=2Hzであり、かつ、信号レベルが1.5秒間にわたり閾値レベルVthを超えているので、信号C3および信号C7についての受信信号レベルの変動は、送信信号レベルの変化と対応していると判断される。一方、信号C1’については、信号レベルが閾値レベルVth未満であるので、受信信号レベルの変動は、送信信号レベルの変化と対応していないと判断される。 Further, the determination condition for the magnitude of the signal level may be whether or not the signal level is equal to or higher than a predetermined threshold level over a predetermined time. That is, when the condition in the determination method according to the first embodiment is satisfied and the signal level is equal to or higher than the predetermined threshold level Vth over a predetermined time, the variation in the reception signal level corresponds to the change in the transmission signal level. It is judged that As shown in FIG. 11, since the frequency of fluctuation of the received signal level is f = 2 Hz for 1.5 seconds and the signal level exceeds the threshold level V th for 1.5 seconds, the signal C 3 and the signal variation of the received signal level for C 7 is determined to correspond and the change of the transmission signal level. On the other hand, for the signal C 1 ′, since the signal level is less than the threshold level V th, it is determined that the change in the reception signal level does not correspond to the change in the transmission signal level.
以上のとおり、説明した本実施の形態は、第1および第2の実施の形態に加えて、以下の効果を奏する。 As described above, the present embodiment described has the following effects in addition to the first and second embodiments.
(f)受信信号レベルの変動の周波数が、設備制御部による送信信号レベルの周期的な変化の周波数と所定時間にわたり一致する場合であり、かつ、受信信号レベルの大きさが所定の判断条件を満たす場合、受信信号レベルの変動は送信信号レベルの周期的な変化と対応していると判断される。したがって、受信信号レベルの変動が送信信号レベルの周期的な変化と対応しているか否かの判断精度を向上することができる。 (F) The case where the frequency of the fluctuation of the received signal level coincides with the frequency of the periodic change of the transmission signal level by the equipment control unit over a predetermined time, and the magnitude of the received signal level satisfies a predetermined judgment condition When it is satisfied, it is determined that the variation in the reception signal level corresponds to the periodic change in the transmission signal level. Therefore, it is possible to improve the determination accuracy of whether or not the variation in the reception signal level corresponds to the periodic change in the transmission signal level.
以上のとおり、実施の形態において、本発明の生産設備制御システムを説明した。しかしながら、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、および省略することができることはいうまでもない。 As described above, the production facility control system of the present invention has been described in the embodiment. However, it goes without saying that the present invention can be appropriately added, modified, and omitted by those skilled in the art within the scope of the technical idea.
たとえば、本実施の形態では、特定周波数としてDTMFを利用する場合を説明した。しかしながら、特定周波数はDTMFに限定されない。特定周波数は、可聴音帯域内の周波数であればよく、音として工場内の作業者にとって聞き取り易い周波数であることが好ましい。 For example, in the present embodiment, the case where DTMF is used as the specific frequency has been described. However, the specific frequency is not limited to DTMF. The specific frequency may be a frequency within an audible sound band, and is preferably a frequency that is easy for an operator in the factory to hear as a sound.
また、本実施の形態では、制御対象設備としてロボットまたはAGVを例示した。しかしながら、制御対象設備はロボットまたはAGVに限定されず、電源を有する他の生産設備であってもよい。 Moreover, in this Embodiment, the robot or AGV was illustrated as control object equipment. However, the control target equipment is not limited to the robot or the AGV, but may be other production equipment having a power source.
100 生産設備制御システム、
110 設備稼働モニタ、
120 設備制御部(送信手段)、
121 パターン生成部(送信手段)、
122 変化信号生成部(送信手段)、
123 送信処理部(送信手段)、
130 放送装置(送信手段)、
140 情報収集器(受信手段、制御手段)、
141 集音器(受信手段)、
142 受信部(受信手段)、
143 検出部(制御手段)、
144 解析部(制御手段)、
145 制御部(制御手段)、
150 ロボット(制御対象設備)、
160 AGV(制御対象設備)。
100 production equipment control system,
110 Equipment operation monitor,
120 equipment control unit (transmission means),
121 pattern generation unit (transmission means),
122 change signal generation unit (transmission means),
123 Transmission processing unit (transmission means),
130 Broadcasting device (transmission means),
140 Information collector (reception means, control means),
141 sound collector (reception means),
142 receiving section (receiving means),
143 detector (control means),
144 Analysis unit (control means),
145 control unit (control means),
150 robots (equipment to be controlled),
160 AGV (facility to be controlled).
Claims (6)
前記音波を受信して前記特定周波数の信号レベルを選択的に抽出する受信手段と、
抽出された前記特定周波数の受信信号レベルの変動が前記送信手段による送信信号レベルの周期的な変化に対応する場合、前記特定周波数の周波数成分を解析した結果に基づいて制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行する制御手段と、
を有することを特徴とする生産設備制御システム。 Transmitting means for transmitting a sound wave generated by periodically changing a transmission signal level of a specific frequency of an audible sound band at a frequency lower than the specific frequency;
Receiving means for receiving the sound wave and selectively extracting a signal level of the specific frequency;
When the extracted fluctuation of the received signal level of the specific frequency corresponds to the periodic change of the transmission signal level by the transmission means, the power supply to the control target equipment based on the result of analyzing the frequency component of the specific frequency Control means for performing control or operation control;
A production facility control system comprising:
前記制御手段は、前記複数の周波数成分の組み合せに応じて前記制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行することを特徴とする請求項1に記載の生産設備制御システム。 The sound wave transmitted by the transmission means includes a plurality of frequency components,
2. The production facility control system according to claim 1, wherein the control unit performs power supply control or operation control on the control target facility according to a combination of the plurality of frequency components.
前記音波を受信して前記特定周波数の信号レベルを選択的に抽出する受信段階と、
抽出された前記特定周波数の受信信号レベルの変動が前記送信段階における送信信号レベルの周期的な変化に対応する場合、前記特定周波数の周波数成分を解析した結果に基づいて制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行する制御段階と、
を有することを特徴とする生産設備制御方法。 Transmitting a sound wave generated by periodically changing a transmission signal level of a specific frequency of an audible sound band at a frequency lower than the specific frequency; and
Receiving the sound wave and selectively extracting a signal level of the specific frequency;
When the extracted fluctuation of the received signal level of the specific frequency corresponds to the periodic change of the transmission signal level in the transmission stage, the power supply to the control target equipment based on the result of analyzing the frequency component of the specific frequency A control stage for performing control or operational control;
A production facility control method characterized by comprising:
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