WO2016129460A1

WO2016129460A1 - 無線通信制御システム、無線通信制御装置、及び無線通信制御方法

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Publication number: WO2016129460A1
Application number: PCT/JP2016/053146
Authority: WO
Inventors: 大地植木; 啓介齋藤
Original assignee: オムロン株式会社
Priority date: 2015-02-13
Filing date: 2016-02-03
Publication date: 2016-08-18
Also published as: CN107113827A; EP3232722A1; EP3232722A4; JP2016149725A; US20170317700A1

Abstract

予め定まった複数の駆動パターンに従って、該一又は複数の駆動機器を駆動制御する制御装置と、指向性アンテナを有する第１無線機と、第２無線機と、を備える無線通信制御システムであって、制御装置が駆動パターンに従って駆動機器を駆動制御すると、所定のノイズ情報に基づいて決定される、第１無線機と第２無線機との間の無線通信が禁止される無線通信禁止条件以外の所定通信条件で、該第１無線機と該第２無線機の間の無線通信において受信側となる無線機に対して情報を送信するように送信制御を行う。これによりノイズの影響を受けにくい無線通信が実現される。

Description

無線通信制御システム、無線通信制御装置、及び無線通信制御方法

　本発明は、第１無線機と第２無線機との無線通信を制御する無線通信制御システム等に関する。

　一般に無線機において情報伝送を行う場合、割り当てられた所定の周波数帯域の信号を利用する。しかし、その所定の周波数の近傍の周波数成分を有するノイズが発生すると、当該ノイズに影響され無線機間の好適な情報伝送が阻害されてしまう。このように無線通信を介した情報伝送においてノイズに対する耐性をどのように確保するかは、安定した無線通信環境の形成のためにも極めて重要なファクタとなる。例えば、特許文献１には、車両に搭載された車載器とユーザの携帯端末との間の無線通信に関し、車載器作動時のノイズの影響をユーザに報知する技術が開示されている。当該技術では、車両のエンジンスイッチの回動により発生する電磁ノイズの無線通信への影響が考慮されている。

　また、特許文献２には、無線ＬＡＮシステムにおいて、ノイズの影響により無線通信ができなくなることを回避する技術が開示されている。具体的には、親機とある子機の間で無線通信ができなくなった場合に、子機の中の特定の子機が親機の代わりとなって、親機との通信ができなくなった子機と通信を行うものである。

特開２００７－１９１８９１号公報国際公開第２００８／１３９８３０号

　昨今、ＦＡ（ファクトリオートメーション）の分野でも、制御装置による駆動機器への制御信号の伝送や、各種センサで計測された計測データの制御装置への収集のための伝送等に無線通信を活用しようとする流れが高まっている。従来では、これらの信号やデータは、通信の安定性等を考慮して有線通信が広く活用されてきたが、有線通信の場合、製造ラインの設計が大幅に制限されてしまう。そこで、無線通信を活用することで、製造ラインの設計の自由度が高まるだけではなく、伝送ケーブルが不要となることで製造ラインや製造装置の保守性も高まるものと考えられる。

　一方で、制御信号や計測データ等の伝送を行うための無線通信は、様々な理由で発生するノイズの影響を受けやすい。特に工場等では、材料の搬送のためにモータが駆動されたり、製造のために溶接やプレス等が行われたりするため、これらの製造工程に起因して様々な周波数のノイズが発生する。そして、そのようなノイズのうち、無線機間の無線通信に使用する周波数帯域に近い周波数を有するノイズは、特に無線機間の無線通信を不安定なものとさせやすい。従来では、このようなノイズに対して耐性を備えるために、無線通信のＳＮ比を高く設定することが行われるが、様々なノイズが発生する環境の下では、ＳＮ比を高くするだけでは十分とは言えない。

　本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、ＦＡ分野等での無線通信制御システムにおいて、ノイズの影響を受けにくい無線通信を実現することを目的とする。

　本発明においては、上記課題を解決するために、ＦＡ分野においては、制御装置による駆動機器の駆動制御がノイズの発生源となる傾向があり、一方で、その駆動制御は予め定まっている駆動パターンに従って行われることに着目した。すなわち、本願発明者は、ノイズを引き起こす駆動機器の駆動制御のパターンが予め定まっていれば、そのノイズ発生の状況もある程度は事前に把握可能と考えられ、それに応じて無線機間の無線通信の実行条件を調整し、その情報送信を制御することで、駆動機器の駆動制御に起因するノイズに影響されない無線通信を実現することが可能になるものと考えた。

　詳細には、本発明は、予め定まった駆動パターンに従って駆動機器を駆動制御する制御装置と、第１無線機と、前記第１無線機と無線通信が可能となるように形成された第２無線機と、を備える、無線通信制御システムであって、前記第１無線機と前記第２無線機のうち送信側となる無線機は、前記制御装置によって前記駆動パターンに従って前記駆動機器が駆動制御されている状態において、該駆動機器の駆動に起因するノイズ信号を計測することで生成される所定のノイズ情報を格納する格納部と、前記制御装置が前記駆動機器に対して実行している前記駆動パターンを取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記駆動パターンに応じて、前記格納部から前記所定のノイズ情報を選択し、該所定のノイズ情報に基づいて決定される、前記第１無線機と前記第２無線機との間の無線通信が禁止される無線通信禁止条件以外の所定通信条件で、該第１無線機と該第２無線機の間の無線通信において受信側となる無線機に対して情報を送信するように送信制御を行う制御部と、を有する。

　本発明に係る無線通信制御システムは、第１無線機と第２無線機との間の無線通信に関する制御を行うシステムである。制御装置は駆動機器の駆動制御を行う装置であり、その駆動制御は予め設定された駆動パターンに従って行われる。したがって、制御装置が駆動パターンを利用して駆動機器を駆動制御する場合、第１無線機と第２無線機は、当該駆動機器がこの駆動パターンに従って駆動制御される環境下において無線通信を行うことになる。そのため、駆動機器の駆動によって生じるノイズが、第１無線機と第２無線機との間の無線通信に作用することになる。

　ここで、制御装置が駆動機器を利用するための駆動パターンは予め定められているものであるから、駆動機器の駆動に起因するノイズ信号にはある程度の再現性が認められると考えられる。そのため、第１無線機と第２無線機との間の無線通信に対するノイズ信号の作用についても、制御装置によって実行される駆動パターンに大きく依存するものと考えられる。そこで、本発明に係る無線通信制御システムでは、制御装置により駆動パターンのそれぞれに従って駆動機器が駆動制御されている状態（以下、「パターン駆動制御状態」ともいう）において計測されたノイズ信号に基づいて生成された、駆動機器の駆動パターンと関連付けられた、ノイズ信号の発生に関する情報である所定のノイズ情報が使用される。なお、当該所定のノイズ情報の生成については、前記第１無線機が前記制御装置に電気的に接続され、且つ当該生成を行うノイズ情報生成部を前記第１無線機が有するように構成されてもよく、別法としては、上記無線通信制御システムが、前記制御装置と電気的に接続され、前記所定のノイズ情報を生成するノイズ情報生成装置を、更に備えるように構成されてもよい。

　そして、第１無線機と第２無線機のうち送信側となる無線機は、ノイズ情報生成部によって生成された所定のノイズ情報を、その格納部により格納する。なお、第１無線機および第２無線機が互いに情報送信を行う場合には両無線機が送信側の無線機となるので、その場合は、両無線機がそれぞれの格納部を有し、その格納部により所定のノイズ情報を格納すればよい。この点については、後述の取得部及び制御部についても同様である。上記の通り、所定のノイズ情報は、駆動機器の駆動パターンと関連付けられた、ノイズ信号の発生に関する情報であるから、格納部は、制御装置が駆動パターンに従って駆動機器を駆動制御している状態において、第１無線機と第２無線機との間の無線通信に対して影響を及ぼすノイズ信号がどのように発生するのかについて、すなわち駆動パターンと発生ノイズ信号の相関を示す情報を格納していることになる。

　そこで、制御部は、取得部が取得してきた駆動パターンに応じて、格納部から当該駆動パターンに対応する発生ノイズ信号に関する所定のノイズ情報を選択し、そして、当該所定のノイズ情報に基づいて、送信機側の無線機が情報送信するための所定通信条件を決定する。この所定通信条件は、所定のノイズ情報で示される駆動パターンと発生ノイズ信号の相関を踏まえ、パターン駆動制御状態において送信側からの情報送信にノイズ信号が影響を及ぼすために無線通信が禁止される無線通信禁止条件を除く通信条件である。したがって、制御部は、パターン駆動制御状態において、予め把握しているノイズ信号の発生条件を利用して、そのノイズ信号に影響を受けにくい所定通信条件を決定する。そして、この所定通信条件に従い、送信側からの送信制御が行われることになる。この結果、そのパターン駆動制御状態において生じるノイズ信号の、無線機間の無線通信への影響を可及的に抑制することが可能となり、以て好適な無線通信が実現し得る。

　ここで、上記の無線通信制御システムにおいて、前記所定通信条件は、前記駆動パターンにおいて、前記第１無線機と前記第２無線機との間の無線通信で使用される所定周波数帯域に属する周波数を有するノイズ信号が発生する、所定のノイズ発生タイミングを外れた通信許可タイミングで、前記送信制御を行うことであってもよい。すなわち、駆動パターンに従った駆動機器の駆動においてノイズ信号が発生する所定のノイズ発生タイミングを外して情報送信を行うことで、ノイズ信号が発生している環境下でも好適な無線通信が実現される。

　また、前記所定のノイズ発生タイミングは、前記所定周波数帯域に属する周波数を有するノイズ信号が発生し、且つ、該ノイズ信号の信号強度が所定強度より高くなるタイミングであってもよい。駆動機器の駆動に起因して発生するノイズ信号の全てが無線機間の無線通信に影響を及ぼすとは限らない。ノイズ信号の信号強度が高くなるほど無線通信に影響を及ぼしやすくなると考えられる。そこで、無線通信に影響を及ぼすと想定される所定強度より高い信号強度のノイズ信号が発生したときに送信側からの情報送信が禁止されるようにする。これにより、無線通信禁止条件が限られることになるため、所定通信条件を決定しやすくなる。

　また、上述までの通信許可タイミングで情報送信を行う送信制御の態様において、前記制御部は、前記駆動パターンにおける前記所定のノイズ発生タイミングが、前記通信許可タイミングに従った前記第１無線機と前記第２無線機との間の無線通信周期において実際の無線通信が行われていない非通信期間に位置するように、前記送信制御を行ってもよい。すなわち、周期的な無線通信が無線機間で行われている場合に、その周期的な無線通信のうち実際に無線通信が行われていない非通信期間に、ノイズ発生タイミングが位置するようにその周期的な無線通信を調整した送信制御を行うことで、ノイズ信号と無線機間の無線通信の干渉を可及的に排除することができる。

　なお、その周期的な無線通信の調整の一例として、前記制御部は、前記駆動パターンにおける前記所定のノイズ発生タイミングに基づいて前記無線通信周期に係る無線通信の開始タイミングを制御することで、前記所定のノイズ発生タイミングを前記非通信期間に位置させてもよい。ノイズ信号は駆動機器を駆動パターンで駆動制御することで発生するものであるから、ノイズ発生タイミングは、パターン駆動状態では駆動パターンの特定のタイミングに位置することになり、そのタイミングを調整することは原則、困難である。そこで、無線機間の周期的な無線通信の開始タイミングを制御することで、駆動機器を駆動パターンに従って駆動制御しながら、ノイズ信号と無線機間の無線通信の干渉を可及的に回避することが可能となる。

　ここで、所定通信条件が通信許可タイミングで情報送信を行う条件である態様に代えて、次の態様も採用できる。すなわち、前記所定通信条件は、前記計測されたノイズ信号に前記第１無線機と前記第２無線機との間の無線通信で使用される所定周波数帯域に属する周波数を有するノイズ信号が含まれる場合に、該所定周波数帯域を外れた、無線通信用の周波数帯域で、前記送信制御を行うことであってもよい。すなわち、駆動パターンに従った駆動機器の駆動においてノイズ信号の周波数とは異なる周波数で情報送信を行うことで、ノイズ信号が発生している環境下でも好適な無線通信が実現される。

　ここで、上述までの無線通信制御システムにおいて、前記第２無線機は、所定の環境パラメータを計測するセンサを備えたセンサ付無線機であってもよい。この場合、本願発明により、第２無線機側でのセンサによる計測データを第１無線機側に伝送するための無線通信が好適なものとなる。

　また、本発明を、無線通信制御装置の側面から捉えることもできる。すなわち、本発明は、制御装置により予め定まった駆動パターンに従って駆動機器が駆動制御される所定環境下で、第２無線機との無線通信が可能となるように構成された第１無線機による該無線通信を制御する無線通信制御装置であって、前記制御装置によって前記駆動パターンに従って前記駆動機器が駆動制御されている状態において、該駆動機器の駆動に起因するノイズ信号を計測することで生成される所定のノイズ情報を格納する格納部と、前記制御装置が前記駆動機器に対して実行している前記駆動パターンを取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記駆動パターンに応じて、前記格納部から前記所定のノイズ情報を選択し、該所定のノイズ情報に基づいて決定される、前記第１無線機と前記第２無線機との間の無線通信が禁止される無線通信禁止条件以外の所定通信条件で、該第１無線機と該第２無線機の間の無線通信において受信側となる無線機に対して情報を送信するように送信制御を行う制御部と、を備える。これにより、ノイズの影響を受けにくい無線通信を実現することが可能である。なお、上述の無線通信制御システムに関し開示された本願発明の技術思想は、技術的な齟齬が生じない限りにおいて、当該無線通信制御装置にも適用できる。また、上記無線通信制御装置は、前記第１無線機内に含まれて構成されてもよい。

　ここで、本発明を、無線通信制御方法の側面から捉えることもできる。すなわち、本発明は、制御装置により予め定まった駆動パターンに従って駆動機器が駆動制御される所定環境下で、第２無線機との無線通信が可能となるように構成された第１無線機による該無線通信を制御する無線通信制御方法であって、前記制御装置が前記制御機器に適用する駆動パターンを取得する取得ステップと、前記取得ステップで取得された前記駆動パターンに応じて選択された、該駆動機器の駆動に起因するノイズ信号より生成された所定のノイズ情報に基づいて、該第１無線機と該第２無線機との間の無線通信が禁止される無線通信禁止条件以外の所定通信条件を決定する決定ステップと、前記決定ステップで決定された前記所定通信条件で、前記第１無線機と前記第２無線機の間の無線通信において受信側となる無線機に対して情報を送信するように送信制御を行う制御ステップと、を含む。これにより、ノイズの影響を受けにくい無線通信を実現することが可能である。なお、上述の無線通信制御システムに関し開示された本願発明の技術思想は、技術的な齟齬が生じない限りにおいて、当該無線通信制御方法にも適用できる。

　無線通信制御システムにおいて、ノイズの影響を受けにくい無線通信を実現することが可能となる。

本発明に係る無線通信制御システムの概略構成を示す図である。図１に示す無線通信制御システムに含まれる無線機１の機能ブロック図である。図１に示す無線通信制御システムに含まれる無線機２ａの機能ブロック図である。図１に示す無線通信制御システムにおいてノイズ情報を生成するための処理のフローチャートである。溶接ロボットで行われるスポット溶接で発生するノイズ信号を説明するための図である。図１に示す無線通信制御システムで使用されるノイズ情報に関するデータベースの概略構造を示す図である。図１に示す無線通信制御システムにおいて無線機２ａから無線機１へ計測情報を伝送するための処理のフローチャートである。図７に示す計測情報伝送処理が行われる際の、無線機２ａからの計測情報の送信タイミングの制御を説明するための図である。

　図面を参照して本発明に係る無線通信制御システム（以下、単に「システム」と称する場合もある）１０、および当該システムに含まれる無線機１、無線機２ａ、２ｂ、制御装置５、ノイズ発見器６について説明する。なお、以下の実施形態の構成は例示であり、本発明はこの実施の形態の構成に限定されるものではない。

　図１は、工場等のＦＡ（ファクトリーオートメーション）分野で使用されるシステム１０の概略構成、およびそこに含まれる制御装置５の駆動制御対象であるロボット３ａ、３ｂ、モータ４の配置を示す図である。詳細には、システム１０には、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）等の制御装置５が含まれており、当該制御装置５によって、ロボット３ａ、３ｂ及びモータ４が、所定の駆動パターンに従って駆動制御される。なお、制御装置５によるロボット３ａ等の駆動制御そのものについては、従来技術であり、また本願発明の中核をなすものではないため、その詳細な説明は省略する。

　ここで、制御装置５には、無線機１が電気的に有線で接続されている。この無線機１は通信用アンテナを有しており、システム１０が配置される工場内において無線通信を行う相手方の無線機に対して電波を届け、また、相手方の無線機から電波を受け取ることが可能となる。そして、本実施例では、無線機１の相手方となる無線機として、無線機２ａ及び無線機２ｂがシステム１０内に配置されている。無線機２ａ及び無線機２ｂのそれぞれも同様に通信用アンテナを有している。

　また、無線機２ａ、２ｂには、その外部環境パラメータ（温度、湿度、加速度等）を計測するためのセンサが搭載されている。そして、その搭載されたセンサによって計測された情報（計測情報）は、無線機２から無線機１へ送信され、無線機１側で集約され、制御装置５における所定の処理に供されることになる。ここで、無線機２ａ、２ｂに搭載されるセンサとしては、例えば、温度センサ、湿度センサ、照度センサ、フローセンサ、圧力センサ、地温センサ、パーティクルセンサ等の物理系センサや、ＣＯ_２センサ、ｐＨセンサ、ＥＣセンサ、土壌水分センサ等の化学系センサがある。本実施の形態では、説明を簡便にするために、無線機２ａ、２ｂには、それぞれが配置された位置における外部温度を計測するための温度センサのみが搭載されているものとする。

　このように構成されるシステム１０では、制御装置５により工場での製品製造のためにロボット３ａ、３ｂ、モータ４が所定の駆動パターンで駆動制御されている状態（以下、「パターン駆動制御状態」ともいう）において、無線機２ａ、２ｂがそれぞれ設置されている場所で温度センサによって計測された温度情報が無線通信によって無線機１へと伝送されてくる。また、無線機２ａ、２ｂの状態に応じて、無線機１から必要な制御情報が無線機２ａ、２ｂへと伝送される。

　また、本実施例においては、上記ロボット３ａ、３ｂは、スポット溶接を行う溶接ロボットである。したがって、制御装置５からの指示に従い所定のワークに必要なスポット溶接が行われる場合、ロボット３ａ、３ｂは、所定のワークに対してロボットに搭載されているスポット溶接機を位置決めし、該スポット溶接機に駆動電流を入力する。この位置決め動作やスポット溶接機への駆動電流入力動作をまとめて溶接動作という。そして、制御装置５は、ロボット３ａ、３ｂ、モータ４に対して、所定の駆動パターンとして以下の３つの駆動パターンを適用するものとする。例えば、駆動パターン１として、モータ４を停止した状態で、ロボット３ａに溶接動作Ａ１を実行させ、ロボット３ｂには溶接動作Ｂ１を実行させる。更に、駆動パターン２として、ロボット３ｂを停止した状態で、ロボット３ａに溶接動作Ａ２を実行させ、モータ４に動作Ｃ２を実行させる。更に、駆動パターン３として、ロボット３ａを停止した状態で、ロボット３ｂに溶接動作Ｂ３を実行させ、モータ４には動作Ｃ３を実行させる。なお、駆動パターンの種類については、後述の図６にも開示されている。

　ここで、ＦＡ環境に置かれたシステム１０では、制御装置５からの制御指示に従いロボット３ａ、３ｂでの溶接動作が実行されるが、その溶接動作時には、スポット溶接機に対して大電流の駆動電流が入力される。そのため、ロボット３ａ、３ｂがスポット溶接を行っている際には、その駆動電流に起因してシステム１０の配置空間にノイズ信号が発生し得る。無線機１、無線機２ａ、２ｂとの間は無線通信で情報伝送が行われるため、スポット溶接に起因してノイズ信号が発生すると、無線機間の好適な無線通信が阻害され、的確な情報伝送が困難となる場合がある。特に、制御装置５からの駆動指示に従った上記の駆動パターン１～３の何れにおいても溶接動作が含まれているため、これらの駆動パターンが実行されている場合には、無線機間の無線通信へのノイズ信号の影響が懸念される。

　そこで、本願発明に係るシステム１０には、更にノイズ発見器６が含まれている。ノイズ発見器６は、制御装置５によるパターン駆動制御状態が形成されているときに、システム１０の配置空間に発生するノイズ信号を計測するための装置であり、無線機１及び制御装置５と電気的に有線で接続されている。なお、図１においてはノイズ発見器６は無線機１と別体で形成されているが、その態様に代えてノイズ発見器６が無線機１に含まれるように両者を形成してもよい。これにより、ノイズ発見器６は、制御装置５により実行されている駆動パターンの情報を取得でき、また、無線機１から無線機間の無線通信に関する情報等を取得できるように形成されている。またノイズ発見器６は、ノイズ信号計測のための計測アンテナを有している。そして、ノイズ発見器６は、計測したノイズ信号に基づいてノイズ情報を生成する。このノイズ情報は、ノイズ信号が無線機間の無線通信に影響を及ぼし得る場合の、当該ノイズ信号を特定するための情報である。例えば、ノイズ信号が発生する時間（タイミング）やノイズ信号に含まれる周波数等が、ノイズ情報として採用できるパラメータである。

　そして、パターン駆動制御状態でのノイズ信号から無線通信の安定性を保護するために、ノイズ信号の原因となっている制御装置５によるロボット３ａ等の駆動パターンに従った制御駆動に応じて、送信側の無線機からの送信条件を調整して送信制御を行う構成を採用した。具体的には、無線機１及び無線機２ａ、２ｂを、それぞれ図２、図３に示すように構成した。無線機１及び無線機２ａ、２ｂは、内部に演算装置、メモリ等を有し、無線通信機能だけではなく、当該演算装置により所定の制御プログラムが実行されることで様々な機能が発揮される。そして、図２、図３は、無線機１、無線機２ａ、２ｂの有する機能をイメージ化した機能ブロック図である。なお、無線機２ａと無線機２ｂは、基本的には同様の機能を有しているため、本実施例では、図３には代表的に無線機２ａの機能ブロック図を示している。

　先ず、無線機１は、機能部として、制御部１０、通信部１１、ノイズ情報格納部１２、計測情報格納部１３を有している。以下に、無線機１が有する各機能部について説明する。制御部１０は、無線機１における様々な制御を司る機能部であるが、特に、取得部１０１、実行部１０２を有している。取得部１０１は、無線機１と電気的に接続されている制御装置５から、制御装置５がロボット３ａ等に適用している駆動パターンに関する情報を取得する機能部である。本実施例においては、上記の通り、駆動パターン１～３の３つの予め決められている駆動パターンに従って、ロボット３ａ等が駆動制御され、それぞれのパターン駆動制御状態が形成されることになる。そして、そのパターン駆動制御状態に対応する駆動パターンに関する情報を、取得部１０１が取得する。

　また、実行部１０２は、後述のノイズ情報格納部１２から、取得部１０１によって取得された駆動パターンに基づいて無線機２ａ等に情報送信を行う際の送信制御に使用するノイズ情報を選択し、当該ノイズ情報を利用して無線機１と無線機２ａ等との無線通信、特に無線機１が送信側の無線機として働く場合の無線通信を実行する機能部である。ノイズ情報は、上記の通り、ロボット３ａ等がパターン駆動制御状態におかれているときに、システム１０の配置空間に発生するノイズ信号に関する情報であり、換言すれば、ノイズ情報は、そこに示されるノイズ信号と干渉しない無線通信のための通信条件を示唆する情報でもある。そこで、実行部１０２は、このノイズ情報を利用することで、パターン駆動制御状態下で発生するノイズ信号に影響されない、無線機１と無線機２ａ等との好適な無線通信を実現可能とする。

　また、通信部１１は、無線機１の外部との通信、すなわち情報の送受信を行う機能部である。具体的には、通信部１１は、制御部１０と相互作用するように形成される。その結果、通信部１１は、取得部１０１による駆動パターンに関する情報の受信や、実行部１０２で選択されたノイズ情報を利用した無線機間の無線通信等を司る。ノイズ情報格納部１２は、ノイズ発見器６で生成された上記ノイズ情報をメモリに格納する機能部であり、計測情報格納部１３は、通信相手の無線機２ａ等で計測され伝送されてきた温度情報を通信部１１で受信した後に、メモリに格納する機能部である。この温度情報の伝送時においては、後述するように無線機２ａ等側でそこに格納されているノイズ情報が利用されることになる。

　次に、無線機２ａの機能部について図３に基づいて説明する。無線機２ａは、機能部として制御部２０、通信部２１、計測部２３、計測情報記録部２４、ノイズ情報格納部２５を有するとともに、本実施例の場合は、温度計測のためのセンサ２２が搭載されている。以下に、無線機２ａが有する各機能部について説明する。制御部２０は、無線機２ａにおける様々な制御を司る機能部であるが、特に、送信情報生成部２０１、実行部２０２を有している。この送信情報生成部２０１は、センサ２ａによって計測された温度情報を含む送信情報を生成する機能部である。また、実行部２０２は、後述のノイズ情報格納部２５から、無線機１から伝えられた駆動パターンに基づいて無線機１に情報送信を行う際の送信制御に使用するノイズ情報を選択し、当該ノイズ情報を利用して無線機１と無線機２ａ等との無線通信、特に無線機２ａが送信側の無線機として働く場合の無線通信を実行する機能部である。ノイズ情報については、上記無線機１の説明で示した通りである。

　次に、通信部２１は、無線機１との無線通信を行う機能部である。具体的には、通信部２１は、制御部２０と相互作用するように形成される。その結果、通信部２１は、送信情報生成部２０１が生成した送信情報の伝送等を司る。計測部２３は、温度センサ２２を介して無線機２ａが配置されている環境での温度を計測する機能部である。そして、この計測部２３による温度計測は、制御部２０の指示の下、実行されるとともに、計測された温度情報は、計測情報記録部２４によって随時メモリ内に格納されていく。この計測情報記録部２４は制御部２０と相互作用するように形成され、制御部２０からの指示に従い、記録された計測情報が制御部２０に引き渡されて、送信情報生成部２０１による送信情報の生成が行われることになる。また、ノイズ情報格納部２５は、上記ノイズ情報格納部１２と同じように、ノイズ発見器６で生成された上記ノイズ情報をメモリに格納する機能部である。

　＜ノイズ情報生成処理＞
　このように構成される無線機１と無線機２ａとの間で行われる無線通信、特に、無線機２ａ側で計測された温度情報を無線機１側に伝送するための無線通信に関する処理について説明する。無線機１と無線機２ａとの間で無線通信が行われる場合、上記の通り、制御装置５によってロボット３ａ等が所定の駆動パターンに従って駆動されることに起因するノイズ信号の影響を受け、その無線通信の安定性が低下する可能性がある。ここで、本願発明に係るシステム１０では、制御装置５によって行われる駆動パターンに従った駆動制御では、ロボット３ａ等も予め定まった動作内容で駆動制御が行われることに着目した。このような駆動パターンに従った駆動制御の場合、それに起因して生じるノイズ信号の影響も概ね再現性があると考えることができる。そこで、工場で製品の製造のために実際にロボット３ａ等が駆動制御される前に、試験的に、制御装置５によってロボット３ａ等を同じ動作内容で駆動させ、その際のノイズ信号の、無線機１と無線機２ａとの間の無線通信への影響をノイズ発見器６で計測し、それに関するノイズ情報を生成する。当該ノイズ情報は、いわば駆動パターンに関連したノイズ情報の生成に関する情報であるから、このノイズ情報を駆動パターンに応じて利用することで、無線機はノイズ信号に影響されにくい情報送信を実行することができる。

　当該ノイズ情報を生成するための処理の流れを図４のフローチャートに示している。このノイズ情報生成処理は、ノイズ発見器６が無線機１、無線機２ａ等と協働して実行される。以下に、当該ノイズ情報生成処理について説明する。先ずＳ１０１では、ノイズ発見器６から制御装置５に対して、ノイズ情報を生成するために、制御装置５がロボット３ａ等に対して実行される複数の駆動パターン（本実施例の場合は駆動パターン１～３の３つ）を順次実行するよう要求を出す。これにより、制御装置５は駆動パターン１から順に各駆動パターンに従ってロボット３ａ等を駆動制御することになり、無線機１と無線機２ａとの間の無線通信が、ロボット３ａ等のパターン駆動制御状態下に置かれることになる。

　そして、次にＳ１０２では、無線機２ａと無線機１との間、及びノイズ発見器６のそれぞれで並行して処理が行われる。先ず、無線機２ａと無線機１との間では、Ｎ番目の駆動パターンに関するパターン駆動制御状態の下、無線機２ａから無線機１に対して試験電波が送信される。ここで、試験電波の送信タイミング間隔は、パターン駆動制御状態下での想定されるノイズ信号の変化に対して十分に短い間隔、すなわち駆動パターンに従った駆動制御に起因するノイズ信号の影響を十分に把握できる程度に短い間隔とする。そして、試験電波を受信した無線機１では、その受信信号強度の推移が記録される。一方で、ノイズ発見器６では、上記の試験電波の送受信に並行して、ノイズ検出用アンテナを利用してシステム１０の配置空間で発生しているノイズ信号が計測される。Ｓ１０２の処理が終了すると、Ｓ１０３へ進む。

　Ｓ１０３では、Ｓ１０１でノイズ情報の生成のために実行する駆動パターンの順番を示すＮをインクリメントする。そして、Ｓ１０４では、ノイズ情報の生成のために、制御装置５により全ての駆動パターンに従ったロボット３ａ等の駆動制御が終了したか否かが判定される。Ｓ１０４で肯定判定されるとＳ１０５へ進み、否定判定されるとＳ１０１以降の処理が再び繰り返される。

　そして、Ｓ１０５では、上記のＳ１０２で無線機１で計測された試験電波の受信信号強度と、ノイズ発見器６で計測されたノイズ信号に基づいて、各駆動パターンに応じたノイズ情報が生成される。このノイズ情報の生成はノイズ発見器６で行われ、その生成処理について、図５に基づいて説明する。図５は、ある特定の駆動パターン（例えば、駆動パターン２）に従った駆動制御が行われた際の、ロボット３ａに搭載されたスポット溶接機への入力電流の推移を上段（ａ）に示し、その際のノイズ発見器６で計測されたノイズ信号の概略的な推移を中段（ｂ）に示し、当該ノイズ信号の一部を拡大した図を下段（ｃ）に示している。

　ここで、Ｓ１０２において無線機１で計測された試験電波の受信信号強度に基づいて、ノイズ信号が試験電波の送受信に及ぼした影響を考慮して、ノイズ信号の阻害ノイズレベルを決定する。具体的には、試験電波の受信信号強度が、安定した無線通信のために必要とされる所定の信号強度を下回ったときの、ノイズ信号の信号強度の閾値を阻害ノイズレベルとする。この阻害ノイズレベル以上の信号強度を有するノイズ信号が、無線機間の無線通信に悪影響を及ぼすものと考えられる。したがって図５（ｃ）に示すように、ノイズ信号の信号強度が阻害ノイズレベル以上となっている区間（時間的区間）が、無線通信に影響を及ぼすノイズ信号の発生タイミング（本発明に係るノイズ発生タイミング）に相当することになる。

　そして、Ｓ１０５では、実行された駆動パターンにおける当該ノイズ発生タイミングが、ノイズ情報の一つとして生成されることになる。例えば、図５（ｃ）に示す例では、駆動パターンの開始タイミングＴ０から所定時間経過した時刻Ｔ１でノイズ信号が期間ΔＴ１継続し、開始タイミングＴ０から所定時間経過した時刻Ｔ２でノイズ信号が期間ΔＴ２継続する等のように、ノイズ情報が生成される。このように開始タイミングＴ０からの経過時間、及び継続時間により、各ノイズ発生タイミングが画定される。また、ノイズ情報の別の例としては、ノイズ発見器６により計測されたノイズ信号の周波数、もしくは周波数帯域が挙げられる。

　このノイズ情報の生成は、他の駆動パターン１、３に対しても同様に行われる。そして、Ｓ１０５で生成された各駆動パターンに応じたノイズ情報が、１つのデータベースとしてノイズ発見器６から無線機１へと引き渡され、ノイズ情報格納部１２によってメモリ内に格納される（Ｓ１０６の処理）。このとき、図６に示すように、各駆動パターンとノイズ情報とが紐付けられた状態で格納される。本実施例では、駆動パターン１にはノイズ情報Ｓ１が紐付けられ、駆動パターン２、３には、それぞれノイズ情報Ｓ２、Ｓ３がそれぞれ紐付けられている。更に、無線機１は、受け取ったそのノイズ情報のデータベースを無線機２ａに送信し、それを受け取った無線機２ａは、ノイズ情報格納部２５によってメモリ内に格納する（Ｓ１０６の処理）。

　なお、上記のノイズ情報生成処理は、無線機１と無線機２ａとの間の無線通信に関するノイズ情報を生成するための処理である。無線機１と無線２ｂとの間の無線通信に関するノイズ情報については、同じようにパターン駆動制御状態下で無線機２ｂから試験電波を送信することで生成すればよい。また、無線機２ａと無線機２ｂが比較的近距離に置かれている場合等、両無線機の無線機１との無線通信環境は概ね同一視できるような場合には、無線機１と無線機２ａとの間の無線通信に関するノイズ情報を、無線機１と無線機２ｂとの間の無線通信に関するノイズ情報として共用してもよい。

　＜計測情報伝送処理＞
　無線機１及び無線機２ａが、それぞれのノイズ情報格納部を介して図４に示すノイズ情報生成処理によって生成されたノイズ情報を有することで、制御装置５がロボット３ａ等を駆動パターン１～３に従って駆動制御している状態において、各駆動パターンに起因したノイズの発生状況を把握することができる。換言すれば、無線機１及び無線機２ａは、駆動パターン１～３の何れかに従った駆動制御が行われると、その駆動パターンにおいてどのような条件で無線機間の無線通信に影響するノイズ信号が発生するかを、ノイズ情報に基づいて把握することができる。この結果、無線機１及び無線機２ａにおいては、送信側の無線機として機能する場合、すなわち相手側（受信側）の無線機に対して何らかの情報を伝送しようとする場合、把握可能なノイズ信号の発生条件を考慮して、当該ノイズ信号に影響されにくい無線通信を実現することが可能となる。そこで、その情報伝送の一態様である計測情報伝送処理について、図７に基づいて説明する。当該計測情報伝送処理は、無線機２ａ側で計測された温度情報を、無線通信を介して無線機１側に伝送するために、無線機２ａ側で実行される処理である。

　先ずＳ２０１では、通信部２１を介して制御部２０が、現時点で制御装置５によってロボット３ａ等がいずれの駆動パターンで駆動制御されているか、当該駆動パターンに関する情報を取得する。具体的には、制御装置５がロボット３ａ等を駆動制御している場合、使用している駆動パターンの情報は、無線機１の取得部１０１によって取得される。そして、その取得された駆動パターンの情報が、無線機１から無線機２ａへ送信され、無線機２ａの制御部２０がそれを取得することになる。なお、この無線機２ａでの駆動パターン取得処理は、制御装置５が所定の駆動パターンに従ってロボット３ａ等を駆動制御する度に、制御装置５が当該駆動パターンの情報を無線機１を介して無線機２ａへ送信してもよい。別法として、無線機２ａが計測情報を送信しようとする度に、無線機２ａから無線機１に対して、駆動パターンの情報を送信するように要求してもよい。Ｓ２０１の処理が終了すると、Ｓ２０２へ進む。

　Ｓ２０２では、Ｓ２０１で取得された駆動パターンの情報に基づいて、当該駆動パターンに対応するノイズ情報を、ノイズ情報格納部２５に格納されているデータベース（図６を参照）から選択する。例えば、取得された駆動パターンが駆動パターン２である場合には、ノイズ情報Ｓ２が選択されることになる。Ｓ２０２の処理が終了すると、Ｓ２０３へ進む。

　Ｓ２０３では、Ｓ２０２で選択されたノイズ情報に基づいて、無線機２ａから無線機１に計測情報を送信するための無線通信が許可される通信許可タイミングが決定される。この通信許可タイミングの決定について、図８に基づいて説明する。図８の上段(ａ)は、本計測情報伝送処理のＳ２０３の処理で決定された通信許可タイミングに従って行われた無線通信の状況を示している。一方で、図８の下段（ｂ）は、本計測情報伝送処理を経ずに、無線機２においてデフォルトで設定されているタイミングに従って行われた無線通信の状況を示している。また、図８（ａ）、（ｂ）における時間軸は、図５（ｃ）に示す時間軸と同じであり、時刻Ｔ０が駆動パターン２の開始時刻であり、時刻Ｔ１、Ｔ２が、それぞれ阻害ノイズレベルを超えるノイズ信号が発生する時刻であり（したがって、Ｔ１－Ｔ０、Ｔ２－Ｔ０が、それぞれ開始時刻Ｔ０から当該ノイズ信号が発生するまでの経過時間に相当する）、期間ΔＴ１、ΔＴ２が、それぞれ当該ノイズ信号が継続する期間である。

　そして、無線機２ａから無線機１への無線通信は、図８に示すように周期的に行われており、その通信周期は例えば１ｍｓｅｃである。ここで、この周期的な無線通信については、その１周期の全ての時間において無線通信が行われているのではなく、図８に示すようにタイムスロットで占められる期間以外では、実際には通信は行われていない。この通信が行われていない期間が、本願発明の非通信期間に相当する。

　このような周期的な無線通信が行われることを踏まえて、Ｓ２０３の通信許可タイミングの決定が行われる。具体的には、駆動パターン２に従ったロボット３ａ等の駆動制御が行われると、その開始時刻Ｔ０から時間Ｔ１－Ｔ０及び時間Ｔ２－Ｔ０が経過した時点で、それぞれ期間ΔＴ１、ΔＴ２のノイズ信号が発生すると想定される。そこで、この想定されるノイズ発生タイミングに、上記の周期的な無線通信が重なって行われないように、すなわち、通信周期のうち無線通信のタイムスロットで占められる期間以外の期間に、ノイズ信号が位置するように、無線機２ａから無線機１への無線通信の開始タイミングを制御する。

　無線機２ａのデフォルトの無線通信の設定で、無線機２ａから無線機１に周期的な無線通信を開始してしまうと、図８（ｂ）に示すようにノイズ信号と無線通信のためのタイムスロットが重なってしまう。そこで、無線機２ａからの無線通信の開始タイミングを調整し、例えば、本実施例の場合は、図８（ｂ）に示す状態よりも開始タイミングを所定時間遅らせる。このように決定された開始タイミングに従って、Ｓ２０４において計測情報の送信を開始すると、図８（ａ）に示すよう、ノイズ信号と無線通信のためのタイムスロットとの重なりを解消することができる。この場合、無線機２ａから無線機１への無線通信が、駆動パターン２において発生するノイズ信号によって実質的に影響されることを回避でき、以て安定した無線通信を実現することが可能となる。

　＜変形例１＞
　上記の計測情報伝送処理では、無線通信を介した無線機２ａから無線機１への情報伝送について言及しているが、それと同様に無線機１から無線機２ａに対して情報伝送を行う場合にも、実質的に同様の処理を行うことでノイズ信号に影響されにくい情報伝送が可能となる。なお、無線機１は制御装置５に直接接続されているため、駆動パターンの情報は制御装置５から直接取得し、それに従いノイズ情報格納部１２に格納されているデータベースを利用して、現在使用されている駆動パターンに応じたノイズ情報を選択することになる。その後は、上記のＳ２０３、Ｓ２０４と同じように、ノイズ信号と無線通信のためのタイムスロットが重ならないように、無線機１から無線機２ａへの周期的な無線通信の開始タイミングを調整する。これにより、無線機２ａから無線機１への情報伝送の場合と同じように、ノイズ信号の影響を回避した、安定した無線通信を実現することが可能となる。

　＜変形例２＞
　上記の計測情報伝送処理では、駆動パターンに応じたノイズ情報のうち、ノイズ信号が発生する時期を考慮して、計測情報の送信時期を調整することで、ノイズ信号の影響を回避している。その態様に代えて、駆動パターンに応じたノイズ情報のうち、ノイズ信号の周波数と異なる周波数で無線機間の無線通信を行うように送信制御を行ってもよい。これにより、仮にノイズ信号が継続する期間（例えば、ΔＴ１等）が比較的長く、無線通信のタイムスロットと重ならないで上記の非通信期間に相当する期間内にノイズ信号が位置するように送信制御を行えない場合でも、ノイズ信号による干渉の影響を緩和することができる。なお、無線機間の無線通信の周波数を調整する場合には、ノイズ信号に含まれる周波数から可及的に離れた周波数を設定するのが好ましい。

　１、２ａ、２ｂ・・・・無線機
　３・・・・ロボット
　４・・・・モータ
　５・・・・制御装置
　６・・・・ノイズ発見器
　１０・・・・無線通信制御システム（システム）

Claims

　予め定まった駆動パターンに従って駆動機器を駆動制御する制御装置と、
　第１無線機と、
　前記第１無線機と無線通信が可能となるように形成された第２無線機と、
　を備える、無線通信制御システムであって、
　前記第１無線機と前記第２無線機のうち送信側となる無線機は、
　前記制御装置によって前記駆動パターンに従って前記駆動機器が駆動制御されている状態において、該駆動機器の駆動に起因するノイズ信号を計測することで生成される所定のノイズ情報を格納する格納部と、
　前記制御装置が前記駆動機器に対して実行している前記駆動パターンを取得する取得部と、
　前記取得部によって取得された前記駆動パターンに応じて、前記格納部から前記所定のノイズ情報を選択し、該所定のノイズ情報に基づいて決定される、前記第１無線機と前記第２無線機との間の無線通信が禁止される無線通信禁止条件以外の所定通信条件で、該第１無線機と該第２無線機の間の無線通信において受信側となる無線機に対して情報を送信するように送信制御を行う制御部と、
　を有する、
　無線通信制御システム。
　前記第１無線機は、前記制御装置と電気的に接続され、且つ前記所定のノイズ情報を生成するノイズ情報生成部を有する、
　請求項１に記載の無線通信制御システム。
　前記制御装置と電気的に接続され、前記所定のノイズ情報を生成するノイズ情報生成装置を、更に備える、
　請求項１に記載の無線通信制御システム。
　前記所定通信条件は、前記駆動パターンにおいて、前記第１無線機と前記第２無線機との間の無線通信で使用される所定周波数帯域に属する周波数を有するノイズ信号が発生する、所定のノイズ発生タイミングを外れた通信許可タイミングで、前記送信制御を行うことである、
　請求項１に記載の無線通信制御システム。
　前記所定のノイズ発生タイミングは、前記所定周波数帯域に属する周波数を有するノイズ信号が発生し、且つ、該ノイズ信号の信号強度が所定強度より高くなるタイミングである、
　請求項４に記載の無線通信制御システム。
　前記制御部は、前記駆動パターンにおける前記所定のノイズ発生タイミングが、前記通信許可タイミングに従った前記第１無線機と前記第２無線機との間の無線通信周期において実際の無線通信が行われていない非通信期間に位置するように、前記送信制御を行う、
　請求項４に記載の無線通信制御システム。
　前記制御部は、前記駆動パターンにおける前記所定のノイズ発生タイミングに基づいて前記無線通信周期に係る無線通信の開始タイミングを制御することで、前記所定のノイズ発生タイミングを前記非通信期間に位置させる、
　請求項６に記載の無線通信制御システム。
　前記所定通信条件は、前記計測されたノイズ信号に前記第１無線機と前記第２無線機との間の無線通信で使用される所定周波数帯域に属する周波数を有するノイズ信号が含まれる場合に、該所定周波数帯域を外れた、無線通信用の周波数帯域で、前記送信制御を行うことである、
　請求項１に記載の無線通信システム。
　前記第２無線機は、所定の環境パラメータを計測するセンサを備えたセンサ付無線機であり、前記無線通信を介して計測された該所定の環境パラメータのデータを前記第１無線機に送信する、
　請求項１に記載の無線通信制御システム。
　制御装置により予め定まった駆動パターンに従って駆動機器が駆動制御される所定環境下で、第２無線機との無線通信が可能となるように構成された第１無線機による該無線通信を制御する無線通信制御装置であって、
　前記制御装置によって前記駆動パターンに従って前記駆動機器が駆動制御されている状態において、該駆動機器の駆動に起因するノイズ信号を計測することで生成される所定のノイズ情報を格納する格納部と、
　前記制御装置が前記駆動機器に対して実行している前記駆動パターンを取得する取得部と、
　前記取得部によって取得された前記駆動パターンに応じて、前記格納部から前記所定のノイズ情報を選択し、該所定のノイズ情報に基づいて決定される、前記第１無線機と前記第２無線機との間の無線通信が禁止される無線通信禁止条件以外の所定通信条件で、該第１無線機と該第２無線機の間の無線通信において受信側となる無線機に対して情報を送信するように送信制御を行う制御部と、
　を備える、無線通信制御装置。
　前記所定のノイズ情報を生成するノイズ情報生成部を、更に備える、
　請求項１０に記載の無線通信制御装置。
　前記無線通信制御装置は、前記第１無線機内に含まれて構成される、
　請求項１０に記載の無線通信制御装置。
　制御装置により予め定まった駆動パターンに従って駆動機器が駆動制御される所定環境下で、第２無線機との無線通信が可能となるように構成された第１無線機による該無線通信を制御する無線通信制御方法であって、
　前記制御装置が前記制御機器に適用する駆動パターンを取得する取得ステップと、
　前記取得ステップで取得された前記駆動パターンに応じて選択された、該駆動機器の駆動に起因するノイズ信号より生成された所定のノイズ情報に基づいて、該第１無線機と該第２無線機との間の無線通信が禁止される無線通信禁止条件以外の所定通信条件を決定する決定ステップと、
　前記決定ステップで決定された前記所定通信条件で、前記第１無線機と前記第２無線機の間の無線通信において受信側となる無線機に対して情報を送信するように送信制御を行う制御ステップと、
　を含む、無線通信制御方法。