DE19715101A1

DE19715101A1 - Method for controlling graphical systems such as printing machines

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Publication number: DE19715101A1
Application number: DE19715101A
Authority: DE
Inventors: Gerald Loh
Original assignee: SAECHSISCHES INST fur DIE DRU
Current assignee: SAECHSISCHES INST fur DIE DRU
Priority date: 1997-04-11
Filing date: 1997-04-11
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2017-04-12
Also published as: DE19715101C2

Abstract

The system has transmitter and receiver module (2) for handling acoustic communication signals from a user's voice and is coupled to hardware (1) that suppresses noise and provides an analogue output. A generated pulse signal is superimposed and the modulated signal is received and demodulated followed by processing (3) and input to a speech interpreter (5), a verifier (6), and a logic device (7). The electric signal is transferred in a wireless manner and compared with prespecified values on a personal computer. A corresponding signal is then generated to control the function of the machine.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Maschinenfunktionen einer grafischen Maschine.The present invention relates to a method for controlling the machine functions of a graphic machine.

Die Befehlseingabe als Teil des Mensch-Maschine Dialogs an grafischen Maschinen insbesondere Druckmaschinen, wird im allgemeinen mit Schalterelementen, Tastaturen, berührungssensitiven Bildschirmen (Touch-Screens) oder Lichtgriffeln an einem zentralen Bedienpult vorgenommen. Bei größeren Maschinenkonfigurationen sind zusätzlich zu dem zentralen Bedienpult jeweils an den einzelnen Druckwerken sowie in der Nähe der Auslage und im Anlegerbereich zumeist elektro mechanisch arbeitende Bedienelemente auf gesonderten Bedientableaus angeordnet. Begründet durch die Baugrößen von Druckmaschinen, insbesondere Rollendruckmaschinen mit einer Vielzahl von Druckwerken, ist die Anordnung mehrerer Bedientableaus mit mehreren Schalterelementen zur Steuerung derselben Maschinenfunktionen an unterschiedlichen Positionen aus arbeitsökonomischen und vor allem sicherheitstechnischen Gründen eine Notwendigkeit. Durch die Bestrebungen der Druckmaschinenhersteller, immer kompaktere und somit platzsparendere Bauformen bei Druckmaschinen zu realisieren, ergeben sich verbunden mit dem Erfordernis, auch arbeitsergonomische Gesichtspunkte zu berücksichtigen, für die Anordnung der Bedienelemente Sachzwänge.The command input as part of the human-machine dialogue on graphic machines in particular Printing machines, is generally used with switch elements, keyboards, touch sensitive Screens (touch screens) or light pens made on a central control panel. At Larger machine configurations are in addition to the central control panel individual printing units as well as near the delivery and in the feeder area mostly electro mechanically operating controls arranged on separate control panels. Founded by the Sizes of printing machines, especially web printing machines with a variety of Printing units, is the arrangement of several control panels with several switch elements Control of the same machine functions at different positions from labor economics and a necessity especially for safety reasons. Through the efforts of Printing machine manufacturers, increasingly compact and therefore space-saving designs Realizing printing presses is associated with the need for ergonomic work Considerations must be taken into account for the arrangement of the operating elements.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe die Bedienung einer Maschine der obengenannten Art durch akustische Signale zusätzlich zur oder anstatt der Möglichkeit der Bedienung mit Hilfe von konventionellen Bedienelementen vorgenommen werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den Ansprüchen aufgeführt.The object of the present invention is to provide a method by means of which operation a machine of the type mentioned above by means of acoustic signals in addition to or instead of Possibility of operation with the help of conventional controls. According to the invention, this object is achieved by the characterizing part of the main claim. Further advantageous designs are listed in the claims.

Dadurch wird erreicht, daß der Bediener seine Position innerhalb eines mit der Senderreichweite festlegbaren Radius frei wählen und beliebige, zum jeweiligen Zeitpunkt technologisch mögliche, Steuerbefehle geben kann, die von der Maschine bestätigt und ausgeführt werden. Begründet durch die hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten beim Einsatz insbesondere von Rollendruckmaschinen sind schon minimale Verkürzungen der Reaktionszeiten bei der Bedienung der Maschine von großem wirtschaftlichen Interesse. Die Zeit, die verstreicht, bis der Bediener den für den Produktionsablauf notwendigen nächsten Befehl, insbesondere im Störfall, durch Betätigen eines fest an der Maschine lokalisierten Schalterelements geben kann, wird mit Hilfe der Bedienung der grafischen Maschine mittels Spracherkennungs- und Sprachsteuerungssystem maßgeblich reduziert. This ensures that the operator is within a range of the transmitter freely selectable radius and any, technologically possible at the time, Can give control commands that are confirmed and executed by the machine. Founded by the high processing speeds when using web presses in particular even minimal reductions in the response times when operating the machine are great economic interest. The time that elapses before the operator takes over the production process necessary next command, especially in the event of a malfunction, by pressing a firmly on the machine localized switch element can be operated with the help of the graphic machine significantly reduced by means of voice recognition and voice control system.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der Tatsache, daß der Bediener die Möglichkeit hat, die Produktionsparameter mittels Sprache zu beeinflussen, während er mit den Händen andere Tätigkeiten aus-. Ein Beispiel hierfür ist das manuelle Messen zonaler Farbdichten des Druckprodukts, wobei zur Optimierung des Farbauftrages die Maschineneinstellungen durch Sprachbefehle korrigiert werden, ohne daß der Bediener das Druckprodukt oder das Meßgerät aus den Händen legen muß, um für die einzelnen Zonen die Schieberstellung oder den Messerspalt zu verändern. Die Möglichkeit des zeitlich parallelen Ausführens von Beobachtungs-, Kontroll- und Stellvorgängen spart Zeit und Makulatur.Another advantage arises from the fact that the operator has the ability to Influencing production parameters using language while doing other activities with your hands out-. An example of this is the manual measurement of zonal color densities of the printed product, whereby to optimize the color application, the machine settings are corrected by voice commands, without the operator having to put the printed product or the measuring device out of his hands in order for the to change the slider position or the knife gap in individual zones. The possibility of timing Parallel execution of observation, control and adjustment processes saves time and waste.

Besonders vorteilhafte Wirkungen sind beim Einsatz des Erfindungsgegenstandes für die Gewährleistung von Sicherheitsanforderungen sowohl zum Schutz des Bedieners als auch zur Absicherung der Maschine gegen unbefugte Benutzung zu verzeichnen. Zusätzlich zu den gemäß dem Stand der Technik angeordneten Schalterelementen für die Notausfunktion kann die Maschine erfindungsgemäß per Sprachbefehl von jedem beliebigen Standort im Bereich der Senderreichweite gestoppt werden, was eine erhöhte Arbeitssicherheit des Bedieners zur Folge hat. Neben dieser sicherheitsrelevanten Wirkung kann die unbefugte Benutzung der Maschine durch den Erfindungsgegenstand verhindert werden, indem das Spracherkennungs- und Sprachsteuerungssystem anhand des individuellen Sprachmusters die Bedienperson erkennt und die Bedienung durch unterschiedlich zugelassene und eingewiesene Personen ermöglicht und diesen Personen unterschiedliche Bedienhierarchien und Befehlsstrukturen oder Bedienzeiträume zuordnet. Die neue Bedienphilosophie, die die Sprache, welche das wichtigste Kommunikationsmittel des Menschen darstellt, zur Steuerung von grafischen Maschinen einsetzt, entlastet den Menschen als Bedienperson, da sie seinen naturlichen Gewohnheiten besser Rechnung trägt als konventionelle Bedienelemente.Particularly advantageous effects are when using the subject of the invention for the Ensuring safety requirements to protect both the operator and Protect the machine against unauthorized use. In addition to the according to the State of the art arranged switch elements for the emergency stop function, the machine According to the invention by voice command from any location in the range of the transmitter be stopped, which results in increased occupational safety for the operator. Besides this Unauthorized use of the machine by the Subject of the invention can be prevented by the speech recognition and control system based on the individual speech pattern the operator recognizes and the operation by allows differently authorized and instructed people and different people for these people Assigns operating hierarchies and command structures or operating periods. The new operating philosophy which controls the language, which is the most important means of communication for humans of graphical machines relieves the strain on people as operators, as they relieve their natural Habits better than conventional controls.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend erläutert. In der Zeichnung zeigt die dort dargestellte einzige Figur das Schema des Spracherkennungs- und Sprachsteuerungssystems. An embodiment of the subject matter of the invention is explained below. In the drawing, the only figure shown there shows the scheme of speech recognition and Voice control system.

Die in der Figur dargestellte und mit dem Sende- und Empfangsmodul 2 verbundene akustische Kommunikationshardware 1 hat die Aufgabe, die Schallwellen der Sprache des Bedieners mittels Mikrofon bei Unterdruckung des Störschalls aufzunehmen und in ein vorzugsweise analoges, elektrisches Signal umzuwandeln. Zusätzlich werden mit einem Impulsgeber Impulse von definierter zeitlicher Länge in Abhängigkeit von Schaltzuständen eines oder mehrerer an der Hör-Sprech-Garnitur angebrachten Schalter erzeugt und dem Sprachsignal überlagert. Die vom Impulsgeber erzeugten randscharfen Signale dienen z. B. zur Aktivierung oder Deaktivierung des Sprachsteuersystems oder zur Realisierung der Notaus- oder anderer Funktionen. Abhängig von der Schalterstellung ist entweder die Sprachsteuerung, die Sprachsteuerung und die konventionelle Maschinensteuerung oder nur die konventionelle Maschinensteuerung aktiv. The illustrated in the figure and with the transmitter and receiver module 2 connected acoustic communications hardware 1 has the task of absorbing the sound waves of the language of the operator by means of the microphone at suppression of the noise and convert them into a preferably analog electrical signal. In addition, a pulse generator generates pulses of a defined length of time depending on the switching states of one or more switches attached to the headset and superimposed on the speech signal. The sharp edge signals generated by the encoder serve z. B. to activate or deactivate the voice control system or to implement the emergency stop or other functions. Depending on the switch position, either voice control, voice control and conventional machine control or only conventional machine control is active.

Der Mikrophonbügel der Hör-Sprech-Garnitur ist vorzugsweise drehbar gelagert und so ausgebildet daß durch das Wegschwenken desselben ein Schalter betätigt wird. Damit wird erreicht, daß der Bediener durch das Bewegen des Mikrophons z. B. die Sprachsteuerung wahlweise aktivieren oder deaktivieren kann. Das elektrische Sprachsignal und die überlagerten zeitlichen Impulse werden daraufhin moduliert und mit Hilfe von Sende- und Empfangsmodul 2 drahtlos übertragen. Als Trägerfrequenzen sind Frequenzen im VHF- oder UMF-Band besonders geeignet. Nach der Demodulation des zeitlichen Signals wird in der Audio-Verknüpfung, Verteilung, Aufbereitung 3 das Sprachsignal mit den überlagerten zeitlichen Impulsen parallel an die Sprachinterpreter IPC 4, die Sprachinterpreter Hardware 5 und den Sprachinterpreter Verifikator 6 zur weiteren Verarbeitung weitergeleitet. Mehrere parallel angeordnete Sprachinterpreter IPC 4 interpretieren in kommerziell bekannter Weise durch Vergleich mit gespeicherten Sprachsignalmustern (Frequenzanalyse) einzelner Befehle oder Befehlsfolgen das neue Sprachsignal und leiten die Ergebnisse an den Logik IPC 7 Der Sprachinterpreter Verifikator 6 vergleicht ebenfalls gespeicherte Sprachsignalmuster mit dem neuen Sprachsignal, wobei hier die Bedienperson als solche erkannt und verifiziert wird. Auch die Ergebnisse dieses Vergleichs werden anschließend im Logik IPC 7 weiterverarbeitet. Die Aufgabe des Logik IPC 7 besteht darin, unter der Verwendung von gespeichertem Fachwissen die eingehenden Informationen vom Sprachinterpreter Verifikator 6 mit denen der Sprachinterpreter IPC 4, sowie mit denen der Sprachinterpreter Hardware 5 untereinander sinnvoll zu verknüpfen. Im Logik PC sind sowohl die den einzelnen Bedienpersonen zugeordneten Befehlsumfänge wie auch die durchzuführenden Verknüpfungsarten bei verschiedenen Befehlen und Befehlsebenen gespeichert. Ein sicherheitsrelevanter Befehl wie z. B. der Notaus-Befehl wird realisiert, wenn ein einziger Sprachinterpreter IPC 4 oder die Sprachinterpreter Hardware 5 als Ergebnis der Spracherkennung diesen an den Logik IPC 7 weitergibt. In jedem Fall wird das Ergebnis der Spracherkennung dem Bediener angezeigt. Dies erfolgt durch die optische Anzeige 15 (Bildschirm Zustandsampel) mittels herkömmlicher elektro-mechanischer Anzeigeelemente an den Bedientableaus der grafischen Maschine 13 sowie die Sprachausgabe 8 durch Worte und/oder Wortfolgen. Über die Sprachausgabe erhält der Bediener drahtlos Bereitschafts-, Steuerungszustands-, Betriebszustands- und Fehlermeldungen, wird über Fortschritte bei Parameterveränderungen, Stellvorgängen oder Befehlsausführung informiert und kann Leistungs- und Servicedaten der grafischen Maschine 13 abrufen und im Dialog Einfluß nehmen. Zur zusätzlichen Absicherung der grafischen Maschine 13 gegen Schäden dient die Sicherheitsüberwachung 9, die dem Maschinensteuerungs-IPC oder SPS 14 vorgelagert ist. Ein Mikrocontroller prüft die Steuerbefehle, die vom Spracherkennungssystem kommen auf Fehler die sich als Ergebnis von Hard- oder Softwaredefekten des Spracherkennungssystems eingestellt haben könnten und zu einer Nicht- oder Fehlfunktion oder zur Beschädigung der grafischen Maschine 13 führen würden. The microphone bracket of the headset is preferably rotatably mounted and designed so that a switch is actuated by pivoting it away. This ensures that the operator by moving the microphone z. B. can optionally activate or deactivate the voice control. The electrical voice signal and the superimposed temporal impulses are then modulated and transmitted wirelessly with the aid of the transmitting and receiving module 2 . Frequencies in the VHF or UMF band are particularly suitable as carrier frequencies. After demodulation of the temporal signal, the speech signal with the superimposed temporal impulses is forwarded in parallel to the speech interpreter IPC 4 , the speech interpreter hardware 5 and the speech interpreter verifier 6 for further processing in the audio link, distribution, processing 3 . Several IPC 4 voice interpreters arranged in parallel interpret the new voice signal in a commercially known manner by comparison with stored voice signal patterns (frequency analysis) of individual commands or command sequences and pass the results to the logic IPC 7. The voice interpreter verifier 6 also compares stored voice signal patterns with the new voice signal, here here the operator is recognized as such and verified. The results of this comparison are then further processed in the IPC 7 logic. The task of the logic IPC 7 is to use the stored specialist knowledge to usefully link the incoming information from the language interpreter verifier 6 with that of the language interpreter IPC 4 and with that of the language interpreter hardware 5 . Both the scope of commands assigned to the individual operators and the types of linkage to be carried out for various commands and command levels are stored in the logic PC. A security-related command such as B. the emergency stop command is implemented when a single speech interpreter IPC 4 or the speech interpreter hardware 5 passes this on to the logic IPC 7 as a result of the speech recognition. In any case, the result of the speech recognition is displayed to the operator. This is done by the optical display 15 (status indicator screen) by means of conventional electro-mechanical display elements on the control panels of the graphic machine 13 and the voice output 8 by words and / or word sequences. Via the voice output, the operator receives wirelessly ready, control status, operating status and error messages, is informed about progress in parameter changes, adjustment processes or command execution and can call up performance and service data of the graphic machine 13 and influence the dialog. The safety monitor 9 , which precedes the machine control IPC or PLC 14 , serves to additionally protect the graphic machine 13 against damage. A microcontroller checks the control commands that come from the speech recognition system for errors that could have arisen as a result of hardware or software defects in the speech recognition system and that would lead to a malfunction or malfunction or damage to the graphic machine 13 .

Ist das Ergebnis der Fehlerprüfung durch die Sicherheitsüberwachung 9 negativ, werden die Steuerbefehle an den Maschinensteuerungs-IPC oder SPS 14 weitergegeben, gehen von dort aus über ein Feldbussystem 10 und über erforderliche Anpassungshardware für Steuerung 11 der Maschinensteuerung 12 zu und werden von der grafischen Maschine 13 ausgeführt. In entgegengesetzter Richtung werden die Daten über Maschinenzustand und -parameter zu dem Maschinensteuerungs-IPC oder SPS 14 bewegt und gelangen danach direkt in den Logik IPC 7, der über die optische Anzeige 15 (Bildschirm, Zustandsampel), über die herkömmlichen elektro-mechanischen Anzeigeelemente an den Bedientablaus der grafischen Maschine 13 und die Sprachausgabe 8 eine Rückkopplung zum Bediener herstellt. If the result of the error check by the safety monitoring 9 is negative, the control commands are passed on to the machine control IPC or PLC 14 , go from there via a fieldbus system 10 and the required adaptation hardware for the control 11 to the machine control 12 and are transferred from the graphic machine 13 executed. In the opposite direction, the data about machine status and parameters are moved to the machine control IPC or PLC 14 and then arrive directly in the logic IPC 7 , which is shown on the optical display 15 (screen, status light), via the conventional electro-mechanical display elements the operating tab of the graphic machine 13 and the speech output 8 provide feedback to the operator.

Reference list

11

akustische Kommunikationshardware
acoustic communication hardware

22nd

Sende- und Empfangsmodul
Send and receive module

33rd

Audio-Verknüpfung, Verteilung, Aufbereitung
Audio linking, distribution, editing

44th

Sprachinterpreter IPC
Voice interpreter IPC

55

Sprachinterpreter Hardware
Language interpreter hardware

66

Verifikator
Verifier

77

Logik IPC
Logic IPC

88th

Sprachausgabe
Voice output

99

Sicherheitsüberwachung
Security monitoring

1010th

Feldbussystem
Fieldbus system

1111

Anpassungshardware für Steuerung
Adaptation hardware for control

1212th

Maschinensteuerung
Machine control

1313

grafische Maschine
graphic machine

1414

Maschinensteuerungs-IPC oder SPS
Machine control IPC or PLC

1515

optische Anzeige.
optical display.

Claims

1. A method for controlling the machine functions of a graphic machine, characterized in that to control the machine functions of a graphic machine, the operator's voice signal is recorded, converted into electrical signals, these are transmitted wirelessly and evaluated by comparison with predetermined values by means of a personal computer and corresponding control signals generated to control the machine functions and set appropriate machine parameters by adjusting devices on the machine assemblies to be adjusted and displayed to the operator.

2. Method for controlling the machine functions of a graphic machine according to claim 1, characterized in that the operator's speech signal suppresses noise is recorded.

3. A method for controlling the machine functions of a graphic machine according to claim 1, characterized in that the transmission of the electrical signal is monitored and in the absence the carrier frequency for the wireless transmission of the electrical signal, generates an error signal and is displayed.

4. A method for controlling the machine functions of a graphic machine according to claim 1, characterized in that the display of the machine parameters and the command confirmation is carried out by acoustic feedback of words and / or word sequences.

5. A method for controlling the machine functions of a graphic machine according to claim 1, characterized in that by comparison with predetermined, the language of the operator characterizing electrical signals, the user is recognized and assigned (verified).

6. A method for controlling the machine functions of a graphic machine according to claim 1, characterized in that in particular for the implementation of safety-relevant commands instead of the operator's voice signal or overlaid the operator's voice signal one by one Pulse generator generated time signal transmitted wirelessly and then the signal evaluated and implemented in the form of control commands.

7. A method for controlling the machine functions of a graphic machine according to claim 1. characterized in that the linguistic implementation is more relevant to safety Commands multiple transmission channels for the transmission of the control and feedback signals be set up.

8. A method for controlling the machine functions of a graphic machine according to claim 1, characterized in that the evaluation of the speech signal on several personal computers made in parallel and a logical combination of the output signals of the personal computer as Function of the command character is carried out by the downstream logic unit.

9. A method for controlling the machine functions of a graphic machine according to claim 1, characterized in that the evaluation of the operator's speech signal by means of Personal computer by comparison with default values, which are saved by a specialist Expert system are specified, is carried out.

10. A method for controlling the machine functions of a graphic machine according to claim 1. characterized in that the control state of the machine is indicated optically and / or acoustically becomes.

11. A method for controlling the machine functions of a graphic machine according to claim 1. characterized in that the voice signal while determining the position of the Operator recorded, converted and transmitted wirelessly and that depending on the Position of the operator, the range of commands that can be implemented using language is varied.