JP2022067911A - システム、装置、ノード装置、ゲートウェイ装置、リピータ装置、システムの制御方法、生産設備、物品の製造方法、制御プログラム、記録媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
尚、以下の実施形態の説明において参照する図面では、特に但し書きがない限り、同一の参照番号を付して示す要素は、同一又は類似の機能を有するものとする。
図1は、実施形態としての、設備の状態を取得し、もって設備監視等を行うシステムを説明するための模式図である。対象である生産設備101は、物品を製造するために用いられる設備であればよく、特にその種類は限定されない。例えば、ロボット装置、成膜装置、三次元造形装置、切削加工装置、金型装置、加熱炉、反応炉などの様々な設備が対象としての生産設備101になり得る。
ネットワーク106に接続された記憶部107は、HDD、SSD、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ等の記憶装置であり、その記憶領域には、計測データを蓄積するデータベースが構築される。
また、ネットワーク106にはコンピュータ108が接続されており、コンピュータ108は、システムの動作を制御するソフトウェアが実装された制御装置である。
これら3つの装置は、同一仕様のベース装置に、電気回路が実装された部品(例えば、各装置を構成するための専用のプリント回路板)を装着することにより構成されている。同一仕様のベース装置には、電気回路が実装された部品を着脱可能に電気的に接続するコネクタと、処理部としてのCPU、および通信器が実装されている。尚、電気回路が実装された部品とは、典型的にはプリント回路板であるが、板ではない任意の形状の基体に電気回路が実装された部品でもよい。
また、ベース装置のコネクタに、ゲートウェイ装置専用の電気回路が実装された第2の部品(以下、第2の部品と記す)のみが装着された場合には、ベース装置と第2の部品によりゲートウェイ装置105が構成される。
次に、ベース装置について詳しく説明する。
図2(a)はベース装置200の外観図であり、図2(b)はベース装置200の内部構成を説明するための分解図である。
図2(a)に示すように、ベース装置200は、底板208、カバー207、蓋206、通信器203、電源部205、マスター回路基板201を備えている。
底板208、カバー207、蓋206は、ベース装置200の筐体を構成している。
また、蓋206は、カバー207の開口部209に装着されるが、着脱可能である。蓋206を取り外せば、開口部209を配線を通す経路として用いることができる。例えばベース装置を用いてノード装置を構成する際には、蓋206は取り外され、開口部209はセンサ配線を通す経路として用いられる。一方、ベース装置を用いてリピータ装置を構成する場合や、ベース装置を保管する場合のように、開口部209を開放する必要がない時には、蓋206を取り付けて、ベース装置200内部への湿気やダスト等の侵入を防止する。
図3(a)はマスター回路基板201の外観を示す外観図で、図3(b)はマスター回路基板201の構成を説明するためのブロック図である。
CPU204は、ベース装置200を制御するコンピュータである。CPU204は、コネクタ202に装着された電気回路の種類を判別し、装着された電気回路の種類に応じて異なる制御をするようにプログラムされている。
図6(a)は、システム用のノード装置104の外観図であり、図6(b)はノード装置104の内部構成を説明するための分解図である。ベース装置に、ノード装置専用の電気回路が実装されたセンサ入力基板(第1の部品)が装着されて、ノード装置104が構成されている。ノード装置104は、センサから計測データを取得し、通信器203(第1の通信部109:図1)を用いて計測データを送信する。
図6(b)に示すように、ノード装置104には、ベース装置200の構成要素に加えてセンサ入力基板301が装着されている。
すると、CPU204は、ノード装置として動作するための制御プログラムを起動して、ノード装置としての動作制御を開始する。表示部212には、ノード装置として動作していることが表示される。
イベント条件が成立した旨の通知(例えば割り込み通知)をトリガー部210から受信していない場合(ステップS16:NO)には、ステップS16を繰り返してイベントの発生を待つ。
次に、ステップS19に移行して、図9(b)の805欄に記載された出力条件に従って、通信器203を用いて送信用データを無線送信する。センサからの計測信号の入力から、無線送信までの一連の処理が完了すると、ステップS16に戻り、次のトリガーイベントの発生を待つ。
図12(a)は、システム用のゲートウェイ装置105の外観図であり、図12(b)はゲートウェイ装置105の内部構成を説明するための分解図である。ベース装置に、ゲートウェイ装置専用の電気回路が実装されたネットワーク基板(第2の部品)が装着されて、ゲートウェイ装置105が構成されている。
図12(b)に示すように、ゲートウェイ装置105には、ベース装置200の構成要素に加えてネットワーク基板401が装着されている。
ネットワーク基板401は、I/Oポート403、イーサネットコントローラ407、ROM406を備えている。イーサネットコントローラ407は、イーサネット通信を制御する集積回路であり、ゲートウェイ装置105がネットワーク106にアクセスすることを可能にする。
すると、CPU204は、ゲートウェイ装置として動作するための制御プログラムを起動して、ゲートウェイ装置としての動作制御を開始する。表示部212には、ゲートウェイ装置として動作していることが表示される。
この場合には、ネットワーク基板401が装着されているので、801欄にて対応するのはネットワーク基板であり、それに対応する横列の802欄~805欄には、ゲートウェイ装置として実行する制御内容が規定されている。
ノード装置から送信される測定データを受信していない場合(ステップS25:NO)には、受信するまでステップS25を繰り返す。
測定データの受信から、データベースへの登録までの一連の処理が完了すると、ステップS25に戻り、次の測定データの受信を待つ。
以上、実施形態のゲートウェイ装置について説明したが、これは一例にすぎず、装置の構成や制御は適宜変更することができる。
図16(a)は、システム用のリピータ装置111の外観図であり、図16(b)はリピータ装置111の内部構成を説明するための分解図である。ベース装置に、リピータ装置専用の電気回路が実装されたリピータ用基板が装着されて、リピータ装置111が構成されている。
リピータ装置111は、通信器203(第3の通信部112:図1)を用いて、ノード装置とゲートウェイ装置の間の無線通信を中継する。
すると、CPU204は、リピータ装置として動作するための制御プログラムを起動して、リピータ装置としての動作制御を開始する。表示部212には、リピータ装置として動作していることが表示される。
ノード装置から送信される測定データを受信していない場合(ステップS35:NO)には、受信するまでステップS35を繰り返す。
測定データの受信から、無線送信までの一連の処理が完了すると、ステップS35に戻り、次の測定データの受信を待つ。
以上、実施形態のリピータ装置について説明したが、これは一例にすぎず、装置の構成や制御は適宜変更することができる。
図19(a)は、システム用のノード装置としてもゲートウェイ装置としても動作可能な多機能装置600の外観図であり、図12(b)は多機能装置600の内部構成を説明するための分解図である。ベース装置に、センサ入力基板およびネットワーク基板の両方が装着されることにより、多機能装置600が構成されている。
図19(b)に示すように、多機能装置600には、ベース装置200の構成要素に加えてセンサ入力基板301およびネットワーク基板401が装着されている。
以上、実施形態の多機能装置について説明したが、これは一例にすぎず、装置の構成や制御は適宜変更することができる。
なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。
例えば、コネクタ202に基板が装着されていない場合には、ベース装置が自動的にリピータ装置としての機能を実行するようにベース装置の制御プログラムを構成してもよい。その場合には、コネクタ202にセンサ入力基板を接続すればリピータ装置をノード装置に転用することができ、センサ入力基板を取り外せばノード装置からリピータ装置に戻すことができる。同様に、コネクタ202にネットワーク基板を接続すればリピータ装置をゲートウェイ装置に転用することができ、ネットワーク基板を取り外せばゲートウェイ装置からリピータ装置に戻すことができる。また、センサ入力基板とネットワーク基板の両方を接続すれば、リピータ装置から多機能装置に転用することができる。係る構成にすれば、リピータ用基板を用いなくとも、容易にネットワークシステムの構築や改変を行うことができる。
このように、実施形態のシステムの管理者や操作者は、コンピュータ108を用いて各ベース装置の動作状態を容易に把握でき、管理が容易になる。
実施形態のシステムは、製造ラインで稼働するロボット装置をはじめとする様々な設備の状態を所得し、設備監視等を行うシステムとして実施することができる。例えば、制御装置に設けられる記憶装置の情報に基づき、伸縮、屈伸、上下移動、左右移動もしくは旋回の動作またはこれらの複合動作を自動的に行うことができる機械および設備である。
Claims (25)
- コネクタを備え、
前記コネクタに第1の部品が接続された場合は、システムを構成するノード装置として動作可能であり、
前記コネクタに第2の部品が接続された場合は、前記システムを構成するゲートウェイ装置として動作可能である、
ことを特徴とする装置。 - 前記コネクタに前記第1の部品と前記第2の部品が接続された場合は、前記システムを構成するノード装置もしくはゲートウェイ装置のいずれかとして動作可能である、
ことを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 前記第1の部品は、設備の状態を計測するセンサと接続するためのセンサ入力端子と、前記ノード装置として動作するための設定に係る情報を記憶した記憶部と、を備えたセンサ入力基板である、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の装置。 - 前記第2の部品は、前記システムが構築されているネットワークに接続するためのネットワーク接続端子と、前記ゲートウェイ装置として動作するための設定に係る情報を記憶した記憶部と、を備えたネットワーク基板である、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の装置。 - 前記コネクタに部品が接続されていない場合は、前記システムを構成するリピータ装置として動作可能である、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の装置。 - 前記コネクタに第3の部品が接続された場合は、前記システムを構成するリピータ装置として動作可能である、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の装置。 - 前記第3の部品は、前記リピータ装置として動作するための設定に係る情報を記憶した記憶部を備えたリピータ用基板である、
ことを特徴とする請求項6に記載の装置。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の装置において、
処理部をさらに備え、
前記処理部が、前記装置を前記ノード装置あるいは前記ゲートウェイ装置として動作させるための制御プログラム。 - 請求項8に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体。
- コネクタを備えたマスター回路基板を備えた装置と、
前記コネクタに対して着脱可能に接続されたセンサ入力基板と、を備える、
ことを特徴とするノード装置。 - 前記センサ入力基板は、設備の状態を計測するセンサと接続するためのセンサ入力端子と、前記ノード装置として動作するための設定に係る情報を記憶した記憶部と、を備える、
ことを特徴とする請求項10に記載のノード装置。 - コネクタを備えたマスター回路基板を備えた装置と、
前記コネクタに対して着脱可能に接続されたネットワーク基板と、を備える、
ことを特徴とするゲートウェイ装置。 - 前記ネットワーク基板は、システムが構築されているネットワークに接続するためのネットワーク接続端子と、前記ゲートウェイ装置として動作するための設定に係る情報を記憶した記憶部と、を備える、
ことを特徴とする請求項12に記載のゲートウェイ装置。 - コネクタを備えたマスター回路基板を備えた装置と、
前記コネクタに対して着脱可能に接続されたリピータ用基板を備える、
ことを特徴とするリピータ装置。 - 前記リピータ用基板は、前記リピータ装置として動作するための設定に係る情報を記憶した記憶部を備える、
ことを特徴とする請求項14に記載のリピータ装置。 - コネクタを備えたマスター回路基板を備えた第1の装置と、前記第1の装置のコネクタに着脱可能に接続された第1の部品と、を備えたノード装置と、
前記第1の装置と同一構成の第2の装置と、前記第2の装置のコネクタに着脱可能に接続された第2の部品と、を備えたゲートウェイ装置と、
ネットワークに接続されたコンピュータと、
を備えることを特徴とするシステム。 - 前記第1の部品は、設備の状態を計測するセンサと接続するためのセンサ入力端子と、前記ノード装置として動作するための設定に係る情報を記憶した記憶部と、を備えたセンサ入力基板である、
ことを特徴とする請求項16に記載のシステム。 - 前記第2の部品は、前記ネットワークに接続するためのネットワーク接続端子と、前記ゲートウェイ装置として動作するための設定に係る情報を記憶した記憶部と、を備えたネットワーク基板である、
ことを特徴とする請求項16または17に記載のシステム。 - 前記第1の装置と同一構成の第3の装置を更に備える、
ことを特徴とする請求項16乃至18のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記第3の装置のコネクタに部品が接続されていない場合は、前記第3の装置はリピータ装置として動作可能である、
ことを特徴とする請求項19に記載のシステム。 - 前記第3の装置のコネクタに第3の部品が接続された場合は、前記第3の装置はリピータ装置として動作可能である、
ことを特徴とする請求項19に記載のシステム。 - 前記第3の部品は、前記リピータ装置として動作するための設定に係る情報を記憶した記憶部を備えたリピータ用基板である、
ことを特徴とする請求項21に記載のシステム。 - 請求項16乃至22のいずれか1項に記載のシステムが備える前記コンピュータが、前記第1の装置および前記第2の装置の状態に係る情報を表示する、
ことを特徴とするシステムの制御方法。 - 請求項16乃至22のいずれか1項に記載のシステムが設置されている、
ことを特徴とする生産設備。 - 請求項16乃至22のいずれか1項に記載のシステムを用いて生産設備の状態を取得しながら物品を製造する、
ことを特徴とする物品の製造方法。
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