WO2010100999A1 - 鋳造工場における遠隔支援システム及び遠隔支援方法 - Google Patents
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Abstract
Description
なぜなら、設置固定されたビデオカメラを用いても大きなプラントでは、故障箇所の特定に限界があるからである。また、一言で鋳造工場と言っても、そのレイアウトは鋳造製品ごと、生産ロット数ごと、あるいは鋳造プロセスごとに異なるから、どこにビデオカメラを設置して良いか決定するのが困難である。加えて、オペレーターは数多くある機械の部品名を覚えることも困難であるし、その部品がどの様に他の部品と関連して機能しているかも把握することも困難である。故障が造型機に関する原因であるのか、造型ラインに関する原因であるのかの把握も簡単ではない。
一方、鋳造工場から遠隔の地にいる、オペレーターを支援する支援者にとっても事情は同様である。鋳物工場のレイアウトはプラントごと異なるので、造型機や造型ラインその他のラインごとに故障はどこで発生するかは予測が困難である。よって、遠隔地にいる支援者が迅速にオペレーターに指示することは困難となる。また、仮に故障箇所を特定できたとしても、従来の様に設置されたカメラでは、故障箇所がビデオカメラの設置場所まで離れていることも多く、その故障原因を迅速に把握して指示を出して修復するのは困難である。加えて、復旧支援の際にラダープログラム情報だけを用いると、プラントを構成する部材の移動方向の途中に障害物があったり、作業者がプラントの近くにいたりするなどの危険な状況を把握せずに再度起動することになり、不測の事態を招きかねない。このため、より安全な遠隔支援が求められていた。
更に、上記の先行技術文献に記載された対話型リモートメンテナンスシステムは、PLC(プログラマブル・ロジック・コントローラー)を1つしかもっていない事を前提としている(特開2002-41132号公報、図1参照)。
したがって、造型装置や造型ラインやその他のラインごとに複数のPLCが設置されている場合において、固定されたカメラでは動画情報は参考にできないため、PLCと動画による故障箇所について、遠隔地にいる支援者が迅速にオペレーターに指示することは困難である。特に、緊急時には対応するスタッフが慣れていないことも多く、とりわけ支援が必要であった。
更に、遠隔支援方法は、例えば図3に示すように、前記故障した造型ラインと造型機の動画情報・音声情報・ラダープログラム情報を位置を変化させて故障箇所候補を探索する第1故障箇所候補の探索工程(S10)と;前記故障した造型機若しくは造型ラインの状況をラダープログラム情報で特定する第2故障箇所候補の特定工程(S20)と;第1故障箇所候補と第2故障箇所候補の箇所が一致したことを確認する故障箇所の確認工程(S30)と;該故障箇所の確認結果に沿って、前記造型機又は造型ラインの復旧作業の指示をする支援工程(S40)と;を有する。
また、本発明によれば、復旧支援の際にはラダープログラム情報だけでなく、動画情報・音声情報をあわせて確認するので、大きなプラントの状況(例えば、部材の移動方向の途中に障害物があったり、作業者がプラントの近くにいたりするなどの危険な状況)を把握せずに再度起動することが可及的に少なくなるので、作業者の安全を確保することもできる。
なお、本発明の遠隔支援システムは、人感センサを併せ用いることによって、より安全な復旧作業をおこなうことができる。ここで、人感センサとは、人間の所在を検知するためのセンサである。人感センサには、赤外線、超音波、可視光などが用いられる。赤外線と超音波を組み合わせることも可能である。
本発明によれば、複数の機械を備えた造型ラインを有する鋳造工場において、造型機等の部品の予防保全に対しても対応できるという利点がある。
さらに、本発明の遠隔支援システムは、前記造型機に接続可能なパソコンであって、前記造型機から造型波形信号を蓄積・解析して前記造型機の故障箇所の確認ができる波形分析パソコンを更に備えることができる。
これにより、造型機の予防保全や造型鋳型の品質管理を合わせて行なうことも可能となるという利点がある。
また、本発明は以下の詳細な説明により更に完全に理解できるであろう。しかしながら、詳細な説明および特定の実施例は、本発明の望ましい実施の形態であり、説明の目的のためにのみ記載されているものである。この詳細な説明から、種々の変更、改変が、当業者にとって明らかだからである。
出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、開示された改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、均等論下での発明の一部とする。
本明細書あるいは請求の範囲の記載において、名詞及び同様な指示語の使用は、特に指示されない限り、または文脈によって明瞭に否定されない限り、単数および複数の両方を含むものと解釈すべきである。本明細書中で提供されたいずれの例示または例示的な用語(例えば、「等」)の使用も、単に本発明を説明し易くするという意図であるに過ぎず、特に請求の範囲に記載しない限り本発明の範囲に制限を加えるものではない。
本発明の実施の形態の鋳造工場における遠隔支援システムでは、造型機を備えた造型ラインを運転操作するタッチパネルと、該造型ラインを制御する第1シーケンサと、前記造型機を運転操作するタッチパネルと、該造型機を制御する第2シーケンサと、を少なくとも有する鋳造工場における遠隔支援システムであって、前記第1シーケンサと第2シーケンサを連結するシーケンサ通信手段と、通信手段に連結されたモバイルパソコンであって、移動可能なモバイルパソコンを持ち携帯カメラを携帯しヘッドホンを装着したオペレーターが、故障した造型機又は/及び造型ラインの状況を携帯カメラで動画情報を映し出し、マイクで音声情報を把握し、故障した造型機内若しくは造型ラインに設けられた前記第1若しくは第2シーケンサのラダープログラム情報を収集して、その映し出した動画情報、音声情報及び前記第1若しくは第2シーケンサのラダープログラム情報を遠隔地に送信する第1モバイルパソコンと、いずれかの前記シーケンサを選択的に前記第1モバイルパソコンに連結する無線パソコン通信手段と、該第1モバイルパソコンからの前記動画情報、音声情報及び前記第1若しくは第2シーケンサのラダープログラム情報を受信して表示すると共に、その表示を見て遠隔地の支援者がオンラインでラダープログラムを修正し、かつ、オペレーターに対して指示を送信するための第2モバイルパソコンと、第1モバイルパソコンと第2モバイルパソコンの通信手段と、を有する。
造型ラインは、造型機を含んだ鋳物製造のための生産ラインをいう。注湯ライン、バラシライン、冷却ライン、砂処理ラインと共に構成される。ここで造型ラインは、例えば数10mの長さであるものは普通である。したがって、固定されたカメラでは遠方の動画では、たとえ望遠機能を有したカメラを用いても最適な動画情報は得る事ができない。また、多数箇所設置すればシステムが複雑になる。更に、毎回同じ箇所が故障するわけではなく、様々な箇所で故障が発生するので、カメラを無駄に設置することになる。したがって、最適な方向から最適な拡大率で撮像できる携帯カメラを用いる。
第2モバイルパソコンもモバイルであるので、状況に応じた対策を直ぐに指示できる。例えば、移動中の指示も可能になる。自動車で鋳造工場に向かう途中での指示も可能になる。これにより復旧時間が短くなる。コストが高い大型のコンピュータは必要ない。
まず、本発明の対象となる鋳造工場について図4を用いて説明する。図4において、鋳造工場Fは、例えば、造型機50を含んだ鋳物製造のための生産ラインである造型ライン51、注湯ライン52、冷却ライン53、バラシライン54、砂処理ライン55からなっている。
これらのラインによって、鋳物製造のための生産ラインを構成する。ただし、鋳造プロセスによっては砂処理ラインが無い場合もある。更に、これらのラインでは、その構成は、長さ、アクチュエータなどは区々である。
鋳造工場ではメンテナンス要員の削減の要求などがあり、有効な遠隔支援が求められている。
ここで、図4に示した鋳造工場Fに使用する本発明の遠隔支援システムは、造型機1、造型ライン2、造型ライン2を操作するタッチパネル3と、該造型ライン2を制御する第1シーケンサ4と、前記造型機1を運転操作するタッチパネル5と、該造型機1を制御する第2シーケンサ6と、を有している。
ここで造型ライン2は、中央に造型機1が配置され、造型機1には砂処理ライン55(図4参照)から鋳物砂が供給される。供給された鋳物砂を造型する造型機1によって鋳型が製造される。鋳型は注湯・冷却時に鋳枠の付いたものでも無いものでもどちらでも良い。
一方、故障の際には、図2に示すように、オペレーターまたはメインテナンス要員(以下、「オペレーター」という)は、移動可能なモバイルパソコン8を持ち、携帯カメラ10を携帯し、ヘッドホン11を装着する。そして、オペレーターは、故障した造型機1又は/及び造型ライン2の状況を携帯カメラ10で動画情報を映し出し、マイク12で音声情報を収音し、故障した造型機1内若しくは造型ライン2に設けられた前記第1若しくは第2シーケンサ4、6のラダープログラム情報を収集する。なお、モバイルパソコン8と携帯カメラ10、ヘッドホン11、マイク12などは一体のものでもよく、本書でいうモバイルパソコンには遠隔支援システム用に専用機として製造された装置を含む。
また、点線Cで包囲された部分はコントロール室を示す。ここには、造型ライン2を制御する第1シーケンサ4と、造型機1を制御する第2シーケンサ6と、モバイルパソコン8が通常運転時には置かれている。
そして、第1シーケンサ4は、電源ユニット4a、CPUユニット4b、通信ユニット(RS232C)4c、無線通信ユニット(C-Cリンク)4d、コミュニケーションユニット4eを備えている。
第2シーケンサ6も同様に、電源ユニット6a、CPUユニット6b、通信ユニット(RS232C)6c、無線通信ユニット(C-Cリンク)6d、コミュニケーションユニット6eを備えている。
なお、コミュニケーションユニット4e、6eによって、タッチパネル3,5に接続されている。
更に、本発明の遠隔支援システムは、第1モバイルパソコン8と第2モバイルパソコン13の通信手段14をも有している。
このためには、第1モバイルパソコン8は、動画情報、音声情報及びシーケンサのラダープログラム情報を収集修正できるソフトウエア及びこれらの無線通信のためのソフトウエアを内蔵している。
加えて、たとえば、支援者もオペレーターが会話するためには、両者共にそれぞれヘッドセット(あるいはコンピュータに内蔵のマイクとスピーカー)をつけることによって会話をすることができる。そして、第1モバイルパソコンには、通信ソフトウエアとして、例えばソフトウエア名EMOBILE(イー・モバイル株式会社製)が内蔵されており、EMOBILEのEMモバイルブロードバンドは、通信技術HSDPA・HSUPAを採用し、モバイルで、例えば、下り最大7.2Mbps、上り最大1.4Mbpsという通信速度で通信が可能になっている。
ここで、前記造型機1を制御する第2シーケンサは、該造型機1の消耗部品の使用回数基準の記憶手段と、その使用回数をカウントするカウント手段と、該記憶手段とカウント手段を比較する比較手段と、を前記消耗部品別に保有する。したがって、消耗部品の寿命が近付いていることを判断でき、消耗部品の手配が簡単にできる。
なお、本発明の遠隔支援システムは、人感センサを併せ用いることによって、より安全な復旧作業をおこなうことができる。ここで、人感センサは赤外線、超音波、可視光などが用いられるが、人感センサをプラントへの出入口に設置しておくことにより、第2モバイルパソコンに表示された動画情報と伝達された音声情報に加えることによって、プラントに人が居るか等の状況をより正確に把握できる。
この様にして造型機の復旧作業が迅速に行なわれる。タッチパネルを用いて造型機の運転も可能である。
ここで、造型機に接続可能なパソコンであって、前記造型機から造型波形信号を解析して前記造型機の故障箇所の確認ができる波形分析パソコンを更に備えることにより、造型機から造型波形信号を蓄積・解析して、造型機の故障箇所と故障状態を迅速に確認する事ができる。造型波形信号としては、例えば、造型工程の適否を判断するうえで最も重要な要素の一つであるサンドタンク内の空圧圧力波形が挙げられる。この場合、サンドタンク内の空圧圧力波形において、造型機で製造すべき鋳型に応じて選択された基準圧力波形と造型機の運転時に実測された実測圧力波形とを比較することにより、実測圧力波形が予め定められた許容範囲内にあるか否かを判定することができる。なお、サンドタンク内の空圧圧力波形の測定には、圧力センサを用いることができる。造型波形信号は、造型時に生ずる他の波形信号でもよい。
また、第2モバイルパソコンを用いることによって、オペレーターが遠隔支援だけでなく実際の応援スタッフが必要な場合に、応援スタッフの移動中に部品の手配など様々な指示が可能になる。
産業上の利用可能性
Claims (5)
- 造型機を備えた造型ラインを運転操作するタッチパネルと、該造型ラインを制御する第1シーケンサと、前記造型機を運転操作するタッチパネルと、該造型機を制御する第2シーケンサと、を少なくとも有する鋳造工場における遠隔支援システムであって:
前記第1シーケンサと第2シーケンサを連結するシーケンサ通信手段と;
通信手段に連結されたモバイルパソコンであって、故障した造型機又は/及び造型ラインの状況の動画情報と、音声情報と、故障した造型機内若しくは造型ラインに設けられた前記第1若しくは第2シーケンサのラダープログラム情報を取得して、前記動画情報、前記音声情報及び前記第1若しくは第2シーケンサのラダープログラム情報を送信する第1モバイルパソコンと;
いずれかの前記シーケンサを選択的に前記第1モバイルパソコンに連結する無線パソコン通信手段と;
該第1モバイルパソコンからの前記動画情報、音声情報及び前記第1若しくは第2シーケンサのラダープログラム情報を受信して表示すると共に、オンラインでラダープログラムを修正するためのデータと前記造型機又は造型ラインの復旧作業をするための指示を送信する第2モバイルパソコンと;
第1モバイルパソコンと第2モバイルパソコンの通信手段と;
を有する鋳造工場における遠隔支援システム。 - 前記第2シーケンサは、該造型機の消耗部品の使用回数基準の記憶手段と、その使用回数をカウントするカウント手段と、該記憶手段とカウント手段を比較する比較手段と、を前記消耗部品別に保有することを特徴とする;
請求項1に記載の鋳造工場における遠隔支援システム。 - 前記造型機に接続可能なパソコンであって、前記造型機から造型波形信号を解析して前記造型機の故障箇所の確認ができる波形分析パソコンを更に備えたことを特徴とする;
請求項1又は請求項2に記載の鋳造工場における遠隔支援システム。 - 前記第1モバイルパソコンが、通常運転時には鋳造工場のコントロール室又は鋳造工場内に置かれており、前記造型機又は造型ラインが故障したときには、該第1モバイルパソコンの移動時に無線通信が可能となるソフトウエアを内蔵していることを特徴とする;
請求項1に記載の鋳造工場における遠隔支援システム。 - 請求項1に記載の鋳造工場における遠隔支援システムを用いた遠隔支援方法であって:
前記故障した造型ラインと造型機の動画情報・音声情報・ラダープログラム情報を位置を変化させて故障箇所候補を探索する第1故障箇所候補の探索工程と;
前記故障した造型機若しくは造型ラインの状況をラダープログラム情報で特定する第2故障箇所候補の特定工程と;
第1故障箇所候補と第2故障箇所候補の箇所が一致したことを確認する故障箇所の確認工程と;
該故障箇所の確認結果に沿って、前記造型機又は造型ラインの復旧作業の指示をする支援工程と;
を含むことを特徴とする鋳造工場における遠隔支援方法。
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