JP2008217608A - 産業機械の遠隔監視システム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、産業機械に予め想定されていなかった異常が発生した場合において、その動作段階や異常内容を、遠隔地からでも簡単に特定できるようにして、サプライヤ担当者がユーザ工場に出向いたり、ユーザオペレータを煩わせたりすることなく、短時間で適切な処置を講じられるようにすることを目的とする。
【解決手段】 シーケンス制御される産業機械と情報通信手段を介して接続され、前記産業機械の稼動中におけるシーケンス制御信号のデータ情報を常時受信し、該データ情報に基づいて前記産業機械の稼働状態を把握する産業機械の遠隔監視システムにおいて、前記産業機械を模した３次元コンピュータグラフィクスを、前記産業機械から受信したデータ情報に応じた状態で表示可能なモニターを備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シーケンス制御される産業機械と情報通信手段を介して接続される遠隔監視システムに、前記産業機械の稼動中におけるシーケンス制御信号のデータ情報を常時受信させ、該データ情報に基づいて前記産業機械の稼動状態を把握する技術に関する。

シーケンス制御される産業機械が異常停止した場合、シーケンス制御装置から出力されるシーケンス制御信号は本来出力されるべきシーケンス制御信号から乖離する。そこで、本願発明者は、ユーザ工場から産業機械のシーケンス制御信号のデータ情報を受信し、当該データ情報に基づいてサプライヤ側で異常を検出する保守システムを提案している（特許文献１参照。）。

上記保守システムによれば、産業機械に異常検出センサを設置する必要がなく、しかも如何なる動作段階で異常停止したかを特定可能である。また、当該産業機械で想定される異常及びそれに応じた処理内容等からなる保守情報を、シーケンス制御信号におけるポイントと関連付けてデータベース化しておけば、異常発生時に必要な保守情報を検索することができる。

当該保守情報をユーザ工場に送信することで、ユーザオペレータは迅速かつ的確に処置を講じることができる。したがって、サプライヤの担当者が来なくても、ユーザオペレータのみで容易に対応できるものである。また、ユーザオペレータでは対応できない場合でも、保守情報から作業内容や交換部品等が分かるため、サプライヤ担当者は事前準備を済ませたうえで出向くことができる。
特許３７４５２８８号公報

ところで、データベース化されていない異常が発生した場合は保守情報がないため、サプライヤ担当者は送信されたシーケンス制御信号のデータ情報を解析し、産業機械各部が如何なる状態のときに異常停止が発生したかを特定したうえで、ユーザオペレータから電話やＥメールで産業機械の状況を聞き取り、あるいは産業機械の各部を点検させる等して、異常内容を特定し、対応処理を決定しなければならない。かかる作業は長時間を要し、サプライヤ担当者のみならず、ユーザオペレータにとっても負担が大きく、その一方で異常内容の特定に至らないことも考えられる。

本発明は、斯かる実情に鑑み、予め想定されていなかった異常が発生した場合において、産業機械の動作段階や異常内容を、遠隔地からでも簡単に特定できるようにして、サプライヤ担当者がユーザ工場に出向いたり、ユーザオペレータを煩わせたりすることなく、短時間で適切な処置を講じられるようにすることを目的とする。

請求項１の発明は、シーケンス制御される産業機械と情報通信手段を介して接続され、前記産業機械の稼動中におけるシーケンス制御信号のデータ情報を常時受信し、該データ情報に基づいて前記産業機械の稼働状態を把握する産業機械の遠隔監視システムにおいて、前記産業機械を模した３次元コンピュータグラフィクスを、前記産業機械から受信したデータ情報に応じた状態で表示可能なモニターを備えることを特徴とする産業機械の遠隔監視システムを提供する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の産業機械の遠隔監視システムにおいて、前記産業機械の消耗部品に生じる寸法変化を、前記データ情報に基づいて前記３次元コンピュータグラフィクスに反映することを特徴とする産業機械の遠隔監視システムを提供する。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の産業機械の遠隔監視システムにおいて、前記産業機械に備えられる撮像装置から、前記産業機械を撮像した画像情報を受信して表示可能であることを特徴とする産業機械の遠隔監視システムを提供する。

請求項４の発明は、請求項３に記載の産業機械の遠隔監視システムにおいて、前記撮像装置による撮像部位を任意に指定可能であることを特徴とする遠隔監視システムを提供する。

請求項５の発明は、シーケンス制御される産業機械が設置される工場と、前記産業機械の遠隔監視システムと、を、情報通信手段を介して接続し、前記遠隔監視システムに、前記産業機械の稼動中におけるシーケンス制御信号のデータ情報を常時受信させ、該データ情報に基づいて前記産業機械の稼動状態を把握する産業機械の遠隔監視方法において、前記遠隔監視システムに備えられるモニターに、前記産業機械を模した３次元コンピュータグラフィクスを、前記産業機械から受信したデータ情報に応じた稼動状態で表示することを特徴とする産業機械の遠隔監視方法を提供する。

請求項１又は５の発明によれば、以下の優れた効果を奏する。遠隔監視システムにおいて、産業機械を模した３次元コンピュータグラフィクスが、シーケンス制御信号に応じた状態でモニター表示されるため、異常発生時において産業機械が如何なる状態で停止したか、簡単に把握することができる。その結果、予め想定されていない不具合が発生した場合でも、モニター表示によって確認される停止状態を参考にして、比較的容易に異常内容を特定することができ、迅速な対応処理が可能となる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明が奏する効果に加えて、以下の優れた効果を奏する。消耗部品の寸法変化が３次元コンピュータグラフィクスに反映されるため、産業機械を異常発生時に一層近い状態で把握することができ、異常内容の特定作業が容易になる。

請求項３の発明によれば、請求項１又は２の発明が奏する効果に加えて、以下の優れた効果を奏する。産業機械の実際の画像情報が表示されるため、それを見ながら対応することで、産業機械が設置されたユーザ工場からの聞き取り作業や点検依頼をスムーズに行うことができ、遠隔地から異常内容を迅速に特定することができる。

請求項４に記載の発明によれば、以下の優れた効果を奏する。撮像装置による撮像部位を任意に指定できるようにしたので、ユーザ工場側に点検させる等の負担をかけずに必要な情報を収集することができ、遠隔監視システム側で各部の状態を直接確認できるため、より正確な判断が可能となる。

以下、本発明の実施形態に係る産業機械の遠隔監視システムについて図面を参照しながら説明する。図１は、産業機械と遠隔監視システムの接続関係を示すブロック図であり、１は産業機械が設置されるユーザ工場、２は産業機械の遠隔監視及び保守サービスを提供する保守業者の事業所（以下、保守事業所という。）である。図２は、ユーザ工場に設置される産業機械の構成を示す図である。

（ユーザ工場１）
ユーザ工場１には、シーケンス制御装置１１ａからのシーケンス制御信号によって制御され、予め定めた順序で稼動する複数台の産業機械１１（図２）と、これに接続される保守管理システム１２が設置されている。

（産業機械１１）
各産業機械１１は、図２に示されるように、上流工程から順次搬入されるワークＷを、複数の処理エリアＰ１，Ｐ２，Ｐ３の順に搬送しながら加工して、下流工程へ搬出する自動加工機であって、各処理エリアを撮像する撮像装置として一台のＣＣＤカメラ１１ｂを備える。なお、処理エリアＰ１で、ワークＷの芯出し及び位置決め、処理エリアＰ２で、ワークＷに対する加工穴形成、処理エリアＰ３で、加工穴周縁の面取りが行われる。

（ＣＣＤカメラ１１ｂ）
ＣＣＤカメラ１１ｂは、各処理エリアＰ１，Ｐ２，Ｐ３に沿って延びるガイドレールＧＬで案内される移動カメラ台Ｂに取り付けられ、各処理エリアの撮像可能位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３間を移動可能とされている。ガイドレールＧＬは、移動カメラ台Ｂを駆動してカメラ位置を調整する駆動ケーブル（不図示）と、その駆動源となるモータ１１ｃと、を備えてなり、移動カメラ台Ｂには、移動カメラ台Ｂを回転させて、カメラの向きを調整するモータ１１ｄが備えられる。モータ１１ｃ，１１ｄは、後述する遠隔監視システム２１からの作動制御信号で制御され、ＣＣＤカメラ１１ｂが、保守業者の設定した撮像部位の画像データを取得できるようにカメラの位置及び向きを調整する。

（保守管理システム１２）
保守管理システム１２は、産業機械１１と接続されるオペレータ端末１２１と、オペレータ端末１２１にイントラネット１２２を介して接続され、遠隔監視システム２１にインターネット３１を介して接続されるホストコンピュータ１２３と、で構成されており、産業機械１１の稼働中におけるシーケンス制御信号のデータ情報をシーケンス制御装置１１ａから取得して、遠隔監視システム２１へリアルタイムで送信するほか、ＣＣＤカメラ１１ｂから取得される産業機械１１の画像データも遠隔監視システム２１へリアルタイムで送信することができる。

その他、保守管理システム１２は、産業機械１１の異常発生時に、遠隔監視システム２１から保守管理システム１２に送信される保守情報を受信して、オペレータ端末１２１やホストコンピュータ１２３のモニターに表示させることができる。

（保守事業所２）
保守事業所２には、ユーザ工場１に設置される産業機械１１の稼働状態を遠隔監視することができる遠隔監視システム２１が設置されている。

（遠隔監視システム２１）
遠隔監視システム２１は、保守管理システム１２とインターネット３１を介して接続されるホストコンピュータ２１１と、ホストコンピュータ２１１にイントラネット２１２を介して接続されるオペレータ端末２１３及び記憶装置２１４を備えてなる。

ホストコンピュータ２１１には、保守管理システム１２から常時受信されるシーケンス制御信号のデータ情報に基づいて、産業機械１１を模した３次元コンピュータグラフィクスをリアルタイムで駆動させるプログラムが組み込まれており、当該３次元コンピュータグラフィクスがシーケンス制御信号に応じた状態でホストコンピュータ２１１やオペレータ端末２１３に備えられるモニターに表示可能とされている。これにより、産業機械１１が正常に稼働しているときは、それに合わせて３次元コンピュータグラフィクスも正常に稼動し、産業機械１１が異常停止した場合には、３次元コンピュータグラフィクスも産業機械１１と同じ動作段階で停止することになる。したがって、産業機械１１が如何なる状態で停止したか、保守事業所２からでも視覚的に把握することができる。なお、モニターに表示される３次元コンピュータグラフィクスは、プログラムによる操作で拡大したり、向きを変えたりでき、停止状態の確認作業は実機より容易に行うことができる。

記憶装置２１４は、産業機械１１の稼働に伴う各消耗部品の寸法変化（例えば工具の磨耗）の実験データや予測値を、稼働時間又は回数と関連付けた消耗情報データベースとして格納しており、この消耗情報データベースをもとに、上記プログラムは稼働に伴う各消耗部品の寸法変化を算出し、３次元コンピュータグラフィクスに反映する。したがって、オペレータ端末２１３のモニターには、ユーザ工場１の産業機械１１と同様に、消耗部品が寸法変化した３次元コンピュータグラフィクスが表示される。

また、記憶装置２１４は、産業機械１１に発生し得る異常及びその対応処理（修理、調整、部品交換等）を含む保守情報を、その異常発生時に出力されるシーケンス制御信号と関連付けた保守情報データベースとして格納している。ホストコンピュータ２１１は、保守管理システム１２から新たなデータ情報が送信されないことから産業機械１１の異常停止を検知し、それまでにユーザ工場１から送信されたシーケンス制御信号のデータ情報に基づき、対応する保守情報を検索して、オペレータ端末２１３のモニターに表示するとともにユーザ工場１の保守管理システム１２に送信する。

その他、遠隔監視システム２１は、産業機械１１においてＣＣＤカメラ１１ｂに撮像させようとする処理エリアや部位（撮像部位）を任意に指定可能であり、オペレータ端末２１３のモニターに表示される操作画面で指定する。撮像部位が指定されると、モータ１１ｃ，１１ｄの作動制御信号が生成され、保守管理システム１２に送信される。

（上記実施形態の作動）
産業機械１１の正常稼働時において、保守管理システム１２は、産業機械１１を制御するシーケンス制御信号のデータ情報を取得し、そのままインターネット３１経由で遠隔監視システム２１へリアルタイムで送信する。一方、遠隔監視システム２１は、当該データ情報を常時受信しており、これに基づき、産業機械１１を模した３次元コンピュータグラフィクスをプログラム上で、ユーザ工場１に設置される産業機械１１と同期的に駆動して、ホストコンピュータ２１１やオペレータ端末２１３に備えられるモニターに表示する。この際、上記３次元コンピュータグラフィクスの駆動プログラムは、上記データ情報及び消耗情報データベースに基づき、産業機械１１の稼働時間や回数に応じて各消耗部品の寸法変化を算出し、上記３次元コンピュータグラフィクスも産業機械１１と同様に寸法変化させた状態で表示する。したがって、保守業者は、保守事業所２に居ながら、ユーザ工場１に設置される産業機械１１の稼動状態を目視でリアルタイムに、しかも実機に近い状態で確認することができる。

産業機械１１の異常停止時には、保守管理システム１２から遠隔監視システム２１への新たなデータ情報の送信が無いため、３次元コンピュータグラフィクスもユーザ工場１における産業機械１１と同様の動作段階で停止する。また、遠隔監視システム２１は、新たなデータ情報の送信が無いことから産業機械１１の異常停止を検知し、ホストコンピュータ２１１が、記憶装置２１４に格納されている保守情報データベースから、データ情報の送信停止ポイントに対応する保守情報を検索する。検索された保守情報は、オペレータ端末２１３のモニターに表示されるとともにユーザ工場１の保守管理システム１２に送信される。ユーザ工場１では、送信された保守情報が保守管理システム１２のオペレータ端末１２１のモニターに表示されるので、保守担当者がそれを参照しながら対応処理を施すことができる。

保守情報データベースに、データ情報の送信停止ポイントに対応する保守情報が存在しない場合には、ホストコンピュータ２１１からアラーム信号が出力され、オペレータ端末１２１，２１３に備えられるモニターやスピーカ等からアラームが発報される。アラームを受けた保守業者は、モニター表示される３次元コンピュータグラフィクスから産業機械が如何なる状態で停止したかを把握したうえで、異常停止直前の動作部位の特定及びそれに基づく異常内容の特定を行うことになる。その際、オペレータ端末２１３に表示される操作画面で、直接状況確認したい処理エリアや部位（撮像部位）を指定することにより、モータ１１ｃ，１１ｄの作動制御信号が生成され、保守管理システム１２に送信される。この作動制御信号で位置等を調整されたＣＣＤカメラ１１ｂが画像データを取得する。当該画像データは、保守管理システム１２を介して遠隔監視システム２１に送信され、オペレータ端末２１３等のモニターに表示される。

（上記実施形態に係る遠隔監視システム２１の特徴）
上記実施形態に係る遠隔監視システム２１は、第一に、産業機械１１を模した３次元コンピュータグラフィクスを、産業機械１１から受信したシーケンス制御信号のデータ情報に応じた状態で表示できるモニターを備える、という特徴を有する。この特徴により、異常発生時において、遠隔地に設置された産業機械１１が如何なる状態で停止したか、モニター表示で視覚的に把握することができる。その結果、予め想定されておらず、保守情報データベースに登録されていない不具合が発生した場合でも、比較的容易に異常内容を特定し、迅速な対応処理をすることが可能となる。

上記実施形態に係る遠隔監視システム２１は、第二に、産業機械１１の消耗部品に生じる寸法変化を、シーケンス制御信号のデータ情報に基づいて、３次元コンピュータグラフィクスに反映する、という特徴を有する。この特徴により、３次元コンピュータグラフィクスで、産業機械１１を異常発生時に一層近い状態で把握することができ、異常内容の特定作業が容易になる。

上記実施形態に係る遠隔監視システム２１は、第三に、産業機械１１に備えられるＣＣＤカメラ１１ｂから、産業機械１１を撮像した画像情報を受信して表示可能である、という特徴を有する。この特徴により、実際に撮像された画像情報を見ながら異常内容に関する分析を行うことができ、産業機械１１が設置されたユーザ工場１からの聞き取り作業やユーザ工場１への点検依頼をスムーズに行われ、遠隔地からでも異常内容が迅速に特定されるものである。

上記実施形態に係る遠隔監視システム２１は、第四に、ＣＣＤカメラ１１ｂによる撮像部位を任意に指定可能である、という特徴を有する。この特徴によって、ユーザ工場１側に点検させる等の負担を最小限に抑えながら必要な情報を収集することができ、遠隔監視システム２１側でより正確な判断が可能となる。

（上記実施形態の変形例）
上記実施形態では、産業機械１１を模した３次元コンピュータグラフィクスが産業機械１１と同期的に駆動され、その様子がリアルタイムでモニター表示されるとしたが、産業機械１１が異常停止したときに、その停止状態に対応する３次元コンピュータグラフィクスを表示するだけとしても良い。

上記実施形態では、３次元コンピュータグラフィクスは、遠隔監視システム２１側のみで表示される場合を説明したが、保守管理システム１２側でも表示して良いことはもちろんである。保守管理システム１２側でも表示する場合、消耗情報データベースから交換時期が迫っていると判断される部品を、通常と異なる色に着色することとしても良い。例えば、交換時期までの猶予時間に応じて色を変え、保守作業の優先度を明示するようにしても良い。

上記実施形態では、産業機械１１を撮像するための撮像装置としてＣＣＤカメラを採用したが、他の撮像装置を採用しても良く、撮像装置は一台に限らず、複数台設置することとしても良い。撮像装置は、産業機械１１の停止状態のみを撮像するのではなく、正常稼働時も撮像できるようにしても良く、３次元コンピュータグラフィクスと同様にリアルタイムで表示することとしても良い。また、産業機械が異常停止した場合、停止直前の所定時間までの画像を自動保存させれば、異常内容を分析する際の参考情報とすることができる。

上記実施形態では、ユーザ工場１と保守事業所２を接続する情報通信手段として、インターネットを採用したが、他の手段を採用しても良い。また、産業機械１１や保守管理システム１２と、遠隔監視システム２１を異なる事業所に設置したが、同じ事業所内に設置しても差し支えない。

その他、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本実施形態に係る遠隔監視システムと産業機械の接続関係を示すブロック図。 本実施形態に係る産業機械を示す図。

符号の説明

１ ユーザ工場
２ 保守事業所
１１ 産業機械
１１ａ シーケンス制御装置
１１ｂ ＣＣＤカメラ
１１ｃ モータ
１１ｄ モータ
１２ 保守管理システム
２１ 遠隔監視システム
３１ インターネット
１２１ オペレータ端末
１２２ イントラネット
１２３ ホストコンピュータ
２１１ ホストコンピュータ
２１２ イントラネット
２１３ オペレータ端末
２１４ 記憶装置
Ｂ 移動カメラ台
ＧＬ ガイドレール
Ｗ ワーク

Claims (5)

1. シーケンス制御される産業機械と情報通信手段を介して接続され、前記産業機械の稼動中におけるシーケンス制御信号のデータ情報を常時受信し、該データ情報に基づいて前記産業機械の稼働状態を把握する産業機械の遠隔監視システムにおいて、
   前記産業機械を模した３次元コンピュータグラフィクスを、前記産業機械から受信したデータ情報に応じた状態で表示可能なモニターを備えることを特徴とする産業機械の遠隔監視システム。
2. 請求項１に記載の産業機械の遠隔監視システムにおいて、
   前記産業機械の消耗部品に生じる寸法変化を、前記データ情報に基づいて前記３次元コンピュータグラフィクスに反映することを特徴とする産業機械の遠隔監視システム。
3. 請求項１又は２に記載の産業機械の遠隔監視システムにおいて、
   前記産業機械に備えられる撮像装置から、前記産業機械を撮像した画像情報を受信して表示可能であることを特徴とする産業機械の遠隔監視システム。
4. 請求項３に記載の産業機械の遠隔監視システムにおいて、
   前記撮像装置による撮像部位を任意に指定可能であることを特徴とする遠隔監視システム。
5. シーケンス制御される産業機械が設置される工場と、前記産業機械の遠隔監視システムと、を、情報通信手段を介して接続し、前記遠隔監視システムに、前記産業機械の稼動中におけるシーケンス制御信号のデータ情報を常時受信させ、該データ情報に基づいて前記産業機械の稼動状態を把握する産業機械の遠隔監視方法において、
   前記遠隔監視システムに備えられるモニターに、前記産業機械を模した３次元コンピュータグラフィクスを、前記産業機械から受信したデータ情報に応じた稼動状態で表示することを特徴とする産業機械の遠隔監視方法。

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