(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可聴音帯域の特定周波数の送信信号レベルを前記特定周波数より低い周波数で周期的に変化させて生成された音波を送信する送信手段と、
前記音波を受信して前記特定周波数の信号レベルを選択的に抽出する受信手段と、
抽出された前記特定周波数の受信信号レベルの変動が前記送信手段による送信信号レベルの周期的な変化に対応する場合、前記特定周波数の周波数成分を解析した結果に基づいて制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行する制御手段と、
を有することを特徴とする生産設備制御システム。
【請求項２】
前記送信手段によって送信される音波は、複数の周波数成分を含み、
前記制御手段は、前記複数の周波数成分の組み合せに応じて前記制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の生産設備制御システム。
【請求項３】
前記制御手段は、互いに離隔して配置された複数の前記制御対象設備に対して個別に割り当てられることを特徴とする請求項１または２に記載の生産設備制御システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記複数の周波数成分の組み合せに応じて複数の前記制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行することを特徴とする請求項２に記載の生産設備制御システム。
【請求項５】
前記受信信号レベルの変動の周波数が、前記送信手段による送信信号レベルの周期的な変化の周波数に所定時間にわたり一致し、かつ、前記受信信号レベルの大きさが所定の判断条件を満たす場合、前記受信信号レベルの変動が前記送信信号レベルの周期的な変化と対応していると判断されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の生産設備制御システム。
【請求項６】
可聴音帯域の特定周波数の送信信号レベルを前記特定周波数より低い周波数で周期的に変化させて生成された音波を送信する送信段階と、
前記音波を受信して前記特定周波数の信号レベルを選択的に抽出する受信段階と、
抽出された前記特定周波数の受信信号レベルの変動が前記送信段階における送信信号レベルの周期的な変化に対応する場合、前記特定周波数の周波数成分を解析した結果に基づいて制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行する制御段階と、
を有することを特徴とする生産設備制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産設備制御システムおよび生産設備制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場おいて製品を効率的に生産するための技術が開発されている。通常、工場には生産設備としてロボット、無人搬送車などの多数の機器が備えられており、これらの機器と作業者とが協働することにより製品を効率的に生産している。このような工場において、生産設備の電源投入および切断、運転開始および停止の制御を人手で行う場合、多くの作業工数を費やす必要がある。人手によらず、生産設備の電源を自動的に切断する技術としては、無人搬送車の電源を自動的に切断する自動制御システムが下記特許文献１に開示されている。下記特許文献１の自動制御システムでは、工場の停電時において赤外線または無線を通じて生産設備に対して電源切断の指示を出すことにより生産設備の電源を切断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１９９５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の自動制御システムでは、赤外線または無線を通じて生産設備に対して電源切断の指示を出すので、工場内の作業者が生産設備の電源切断の指示を認識することができないという問題がある。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、作業者が生産設備の電源制御の指示を認識することができる生産設備制御システムおよび生産設備制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【０００７】
本発明の生産設備制御システムは、送信手段、受信手段、および制御手段を有する。送信手段は、可聴音帯域の特定周波数の送信信号レベルを前記特定周波数より低い周波数で周期的に変化させて生成された音波を送信する。受信手段は、前記音波を受信して前記特定周波数の信号レベルを選択的に抽出する。制御手段は、抽出された前記特定周波数の受信信号レベルの変動が前記送信手段による送信信号レベルの周期的な変化に対応する場合、前記特定周波数の周波数成分を解析した結果に基づいて制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行する。
【０００８】
また、本発明の生産設備制御方法は、送信段階、受信段階、および制御段階を有する。送信段階は、可聴音帯域の特定周波数の送信信号レベルを前記特定周波数より低い周波数で周期的に変化させて生成された音波を送信する。受信段階は、前記音波を受信して前記特定周波数の信号レベルを選択的に抽出する。制御段階は、抽出された前記特定周波数の受信信号レベルの変動が前記送信段階における送信信号レベルの周期的な変化に対応する場合、前記特定周波数の周波数成分を解析した結果に基づいて制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、可聴音を通じて生産設備に対して電源制御または運転制御の指示を出すので、工場内の作業者が生産設備の電源制御または運転制御の指示を認識することができる。その結果、作業者の安全を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態における生産設備制御システムの概略ブロック図である。
【図２】図１に示す設備制御部の構成を説明するブロック図である。
【図３】図１に示す生産設備制御システムの送信動作を説明するフローチャートである。
【図４】図２に示すパターン生成部で生成されるパターン信号の一例を示すスペクトル図である。
【図５】図２に示す送信処理部から出力される送信音圧レベル信号の一例を示す波形図である。
【図６】図１に示す情報収集器の構成を説明するブロック図である。
【図７】図１に示す生産設備制御システムの受信動作を説明するフローチャートである。
【図８】図７における電源制御または運転制御処理を説明するフローチャートである。
【図９】図６に示す受信部に入力される受信音圧レベル信号の一例を示すスペクトル図である。
【図１０】受信信号のスペクトルの一例を示す波形図である。
【図１１】特定周波数の信号レベルの変動の一例を示す波形図である。
【図１２】図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）は、本発明の第２の実施の形態における情報収集器、ロボット、およびＡＧＶの工場内における配置を例示する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付した図面を参照して本発明の生産設備制御システムの実施の形態を説明する。なお、図中、同一の部材には同一の符号を用いた。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。また、本明細書を通して、可聴音帯域に含まれる、１つの特定の周波数、または離散的に設定された特定の複数の周波数を特定周波数と称する。
【００１２】
（第１の実施の形態）
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態における生産設備制御システムの概略構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態における生産設備制御システムの概略ブロック図である。本実施の形態の生産設備制御システムは、可聴音帯域の音波を利用して、ロボットまたはＡＧＶ（無人搬送車）に対して電源制御または運転制御を実行するものである。
【００１３】
図１に示すとおり、本実施の形態の生産設備制御システム１００は、設備稼働モニタ１１０、設備制御部１２０、放送装置１３０、情報収集器１４０、ロボット１５０、およびＡＧＶ１６０を有する。設備稼働モニタ１１０、設備制御部１２０、および情報収集器１４０は、たとえばＬＡＮ（ローカルエリア・ネットワーク）を通じて接続されている。設備制御部１２０は、設備稼働モニタ１１０からの指示を受けて放送装置１３０に送信信号を供給し、情報収集器１４０は、設備稼働モニタ１１０から可聴音帯域の音波で指示を受けてロボット１５０またはＡＧＶ１６０を制御する。ロボット１５０およびＡＧＶ１６０のうちのいずれか一方を制御対象設備１５０，１６０と称する。以下、図１に示す各構成要素について順に説明する。
【００１４】
設備稼働モニタ１１０は、生産設備の稼働状況を監視する。より具体的には、設備稼働モニタ１１０は、コンピュータシステムを備えており、監視用ソフトウェアがＬＡＮを通じてロボット１５０およびＡＧＶ１６０を含む各生産設備の稼働状況を監視する。たとえば、稼動しているいずれかの生産設備に不具合が生じた場合、不具合が生じている生産設備の情報収集器１４０から設備稼働モニタ１１０に不具合に関する情報が伝達される。設備稼働モニタ１１０は、不具合の状況を分析し、たとえば不具合が生じている生産設備の運転を一時的に停止するといった指示を情報収集器１４０に伝達する。また、設備稼働モニタ１１０は、工場内における各工程のスケジュールを管理する機能も有する。設備稼働モニタ１１０は、たとえば、各生産設備の起動および終了時刻、および各工程における作業者の休憩時刻に応じて設備制御部１２０および情報収集器１４０に対して指示を伝達する。
【００１５】
設備制御部１２０は、送信音圧レベル信号を生成して放送装置１３０に送信する。送信音圧レベル信号は、可聴音帯域の特定周波数の送信信号レベルを特定周波数より低い周波数で周期的に変化させて生成した電気信号である。設備制御部１２０の構成および機能についての詳細は後述する。
【００１６】
放送装置１３０は、工場内に設置されたスピーカを通じて送信音圧レベル信号に対応する音波を送信する。放送装置１３０は、スピーカ、増幅器、および配線設備を有する。増幅器は、送信音圧レベル信号を適切な信号レベルまで増幅する。配線設備は、増幅器を含む放送装置本体と工場内の各所に配置されたスピーカとを接続し、増幅された送信音圧レベル信号をスピーカに供給する。そして、スピーカは、送信音圧レベル信号を音波に変換して、工場内にくまなく送信する。なお、放送装置１３０は、一般的な工場に備えられている通常の放送設備を利用することもできるので、既設の放送設備がある場合は新たに専用設備を導入する必要はない。設備制御部１２０および放送装置１３０は、送信手段として機能する。
【００１７】
情報収集器１４０は、音波を受信し、特定周波数の周波数成分を解析して制御対象設備１５０，１６０を制御する。より具体的には、情報収集器１４０は、音波を受信して特定周波数の信号レベルを選択的に抽出し、抽出された特定周波数の受信信号レベルの変動が所定の条件を満たす場合、特定周波数の周波数成分を解析して制御対象設備１５０，１６０に対して電源制御または運転制御を実行する。本実施の形態では、情報収集器１４０は、１台の制御対象設備１５０，１６０に対して１台ずつ割り当てられ、各々の情報収集器１４０は互いに独立に動作する。情報収集器１４０は、受信手段および制御手段として機能する。なお、情報収集器１４０には、ロボット１５０およびＡＧＶ１６０の運転を制御する通常の制御回路も含まれる。情報収集器１４０の構成および機能の詳細については後述する。
【００１８】
ロボット１５０およびＡＧＶ１６０は、制御対象設備として機能する。ロボット１５０およびＡＧＶ１６０は、情報収集器１４０によって制御される電源回路および運転機構を備える。ロボット１５０は、たとえば溶接冶具ロボットであり、ワークを溶接処理する。ＡＧＶ１６０は、たとえば、溶接処理される前のワークを搬入し、溶接処理された後のワークを搬出する。なお、本実施の形態のロボット１５０およびＡＧＶ１６０は、一般的なロボットおよびＡＧＶ１６０に加えて上記の情報収集器１４０によって制御される電源回路および運転機構を備えているので、一般的なロボットおよびＡＧＶとしての機能も有する。ロボット１５０およびＡＧＶ１６０の一般的な機能の説明は省略する。
【００１９】
以上のとおり構成される本実施の形態の生産設備制御システムは、可聴音帯域の音波を利用して、制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行する。より具体的には、設備制御部で生成された送信音圧レベル信号を放送装置で音波に変換して送信し、情報収集器で音波を受信して制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行する。
【００２０】
次に、図２を参照して、図１に示す設備制御部についてより詳しく説明する。図２は、図１に示す設備制御部の構成を説明するブロック図である。
【００２１】
図２に示すとおり、設備制御部１２０は、パターン生成部１２１、変化信号生成部１２２、および送信処理部１２３を有する。以下、図２に示す設備制御部１２０の各構成要素について順に説明する。
【００２２】
パターン生成部１２１は、パターン信号を生成する。パターン信号は、可聴音帯域の特定周波数を含む信号である。本実施の形態では、特定周波数として、ＤＴＭＦ（Ｄｕａｌ−Ｔｏｎｅ  Ｍｕｌｔｉ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を利用する。ＤＴＭＦを利用した通信では、規格として定められた低群および高群からなる２つのグループからそれぞれ選択された２つの周波数の信号を合成した信号を送受信する。低群に含まれる周波数成分はそれぞれ６９７Ｈｚ、７７０Ｈｚ、８５２Ｈｚ、９４１Ｈｚであり、高群に含まれる周波数成分はそれぞれ１２０９Ｈｚ、１３３６Ｈｚ、１４７７Ｈｚ、１６３３Ｈｚである。以下、低群および高群のそれぞれの周波数成分を特定周波数成分１〜特定周波数成分８と称する。
【００２３】
ＤＴＭＦでは、低群および高群がそれぞれ４つの周波数を含むので、４×４＝１６通りの組み合わせが存在する。したがって、本実施の形態では、パターン生成部１２１は１６通りの特定周波数のパターンを生成しうる。パターン生成部１２１は、低群および高群から１つずつ選択された２つの周波数の信号を合成してパターン信号を生成する。パターン信号の特定周波数成分を組み合せることによって、制御対象設備１５０，１６０を制御する複数の制御命令が得られる。
【００２４】
制御命令には、工場内のすべての生産設備を一斉に制御する一斉制御命令と、工場内の１つまたは複数の生産設備を個別に制御する個別制御命令とがある。パターン生成部１２１は、設備稼働モニタ１１０の指示を受けて、制御内容に応じたパターン信号を生成する。一斉制御命令は、おもに工場内の生産設備を一斉に起動または停止するときに使用され、個別制御命令は、たとえば生産設備の一部に不具合が生じた場合などにおいて、生産設備を個別に起動または停止するときなどに使用される。また、パターン信号は、設備稼働モニタ１１０からの指示を受けて任意の時間に生成されうる。生成されたパターン信号は、送信処理部１２３に伝達される。
【００２５】
変化信号生成部１２２は、パターン信号を周期的に変化させる所定周波数の変化信号を生成する。変化信号は、たとえば所定の振幅Ａを有する正弦波信号であり、その周波数ｆは特定周波数より低く設定される。より具体的には、変化信号の所定周波数ｆは、数Ｈｚ程度が好ましく、たとえばｆ＝２Ｈｚである。なお、変化信号は、振幅が周期的に変化する信号であればよく、正弦波信号に限定されない。生成された変化信号は、送信処理部１２３に伝達される。
【００２６】
送信処理部１２３は、パターン信号の信号レベルを変化信号の信号レベルで変化させて送信音圧レベル信号を生成する。生成された送信音圧レベル信号は放送装置１３０に伝達される。
【００２７】
以上のとおり構成される本実施の形態の設備制御部は、パターン生成部で生成されたパターン信号を変化信号生成部で生成された変化信号により変化させて送信音圧レベル信号を生成する。以下、図３〜図５を参照して、本実施の形態の生産設備制御システムにおける送信動作を説明する。
【００２８】
図３は、図１に示す生産設備制御システムの送信動作を説明するフローチャートである。また、図４は図２に示すパターン生成部で生成されるパターン信号の一例を示すスペクトル図である。図４において横軸には周波数（Ｈｚ）がとられており、縦軸には信号レベルがとられている。また、図５は図２に示す送信処理部から出力される送信音圧レベル信号の一例を示す波形図である。図５において横軸には時間がとられており、縦軸には信号レベルがとられている。以下、送信する音波が、特定周波数として特定周波数成分３および特定周波数成分７を含む場合を例にとって送信動作を説明する。
【００２９】
図３に示すとおり、まず、パターン信号を生成する（ステップＳ１０１）。より具体的には、たとえば図４に示すとおり、パターン生成部１２１が特定周波数成分３および特定周波数成分７にピークレベルＶｐを有するパターン信号を生成する。なお、特定周波数成分３および特定周波数成分７以外の周波数については、特定周波数成分との干渉を防止するため、可能な限り信号レベルを下げることが望ましい。図４には理想的なパターン信号のスペクトルが示されている。
【００３０】
次に、変化信号を生成する（ステップＳ１０２）。より具体的には、たとえば図５に示すとおり、パターン信号を周期的に変化させる所定周波数の変化信号を変化信号生成部１２２が生成する。本実施の形態における変化信号は、たとえば所定の振幅Ａを有する正弦波信号であり、周波数はｆ＝２Ｈｚである。
【００３１】
次に、送信音圧レベル信号を生成する（ステップＳ１０３）。より具体的には、図５に示すとおり、送信処理部１２３が変化信号の振幅変化に応じてパターン信号の信号レベルを変化させて送信音圧レベル信号を生成する。
【００３２】
次に、音波を送信する（ステップＳ１０４）。より具体的には、放送装置１３０が送信音圧レベル信号を増幅器で必要な信号レベルまで増幅し、スピーカから音波として送信する。このとき、工場内の作業者には送信音圧レベル信号に対応する音が聞こえる。
【００３３】
以上のとおり、本実施の形態において、設備制御部は、パターン信号を変化信号で変化させて送信音圧レベル信号生成し、放送装置は、生成された送信音圧レベル信号を音波として送信する。
【００３４】
次に、図６を参照して、図１に示す情報収集器についてより詳しく説明する。図６は、図１に示す情報収集器の構成を説明するブロック図である。
【００３５】
図６に示すとおり、情報収集器１４０は、集音器１４１、受信部１４２、検出部１４３、解析部１４４、および制御部１４５を有する。以下、図６に示す情報収集器１４０の各構成要素を順に説明する。
【００３６】
集音器１４１は、音波を電気信号としての受信音圧レベル信号に変換して受信部１４２に伝達する。集音器１４１は、たとえばマイクロホンである。
【００３７】
受信部１４２は、受信音圧レベル信号から特定周波数の信号レベルを選択的に抽出して受信信号として検出部１４３に伝達する。より具体的には、受信部１４２は、フィルタ部を有しており、ＤＴＭＦで用いられる所定の周波数帯域をそれ以外の周波数帯域から選択的に抽出する。フィルタ部は、たとえばディジタルフィルタで構成される。
【００３８】
検出部１４３は、受信信号の信号レベルの変動を検出する。より具体的には、検出部１４３は、各特定周波数成分の信号レベルの変動を検出し、当該信号レベルの変動が設備制御部１２０による送信信号レベルの周期的な変化に対応していると判断される特定周波数の周波数成分を検出結果として解析部１４４に伝達する。なお、送信信号レベルの周期的な変化に関する情報は、設備稼働モニタ１１０からＬＡＮを通じて検出部１４３に供給されうる。
【００３９】
解析部１４４は、特定周波数の周波数成分を解析する。より具体的には、解析部１４４は、検出部１４３から検出結果として出力された特定周波数の周波数成分を解析して制御命令を制御部１４５に伝達する。解析部１４４には、ＤＴＭＦの各特定周波数成分の組み合せ（以下、パターンと称する）と制御対象設備１５０，１６０に対する制御内容との対応関係が予め登録されている。
【００４０】
なお、本実施の形態では、パターンと制御内容との対応関係は、制御対象設備１５０，１６０の制御形態に応じて各々の情報収集器１４０の解析部１４４に個別に設定されうる。たとえば、すべての制御対象設備１５０，１６０を一斉に制御する場合、各々の制御対象設備１５０，１６０に対して同じ制御を実行する共通の対応関係が設定される。一方、複数の制御対象設備１５０，１６０を個別に制御する場合、複数の制御対象設備１５０，１６０に対して個別に制御を実行する個別の対応関係が設定される。パターンと制御内容との対応関係を以上のように設定した上で、各々の情報収集器が、パターンにしたがって自らが担当する制御対象設備１５０，１６０に対して制御を実行することにより、結果的に複数の制御対象設備１５０，１６０が一斉または個別に制御される。
【００４１】
また、制御対象設備１５０，１６０を指定して特定の制御を実行するには、たとえばＤＴＭＦの低群を利用して情報収集器１４０を指定し、高群を利用して制御内容を指定する。低群には４つの特定周波数が含まれているので、４つの情報収集器１４０のうちの１つを指定することができる。また、高群にも４つの特定周波数が含まれているので、４種類の制御うちいずれか１つを指定することができる。
【００４２】
また、パターンと制御内容との対応関係は、必要に応じて設定を変更することが可能である。上記対応関係の設定は、設備稼働モニタ１１０からＬＡＮを通じて各情報収集器１４０に設定情報を送信することにより変更される。
【００４３】
制御部１４５は、解析部１４４の解析結果に基づいて制御対象設備１５０，１６０に対して電源制御または運転制御を実行する。電源制御には、制御対象設備１５０，１６０に対して電源を投入する電源投入制御および電源を切断する電源切断制御が含まれ、運転制御には、制御対象設備１５０，１６０に対して運転を開始する運転開始制御および運転を停止する運転停止制御が含まれる。電源制御および運転制御の具体的な手順については、それぞれ通常の電源制御および運転制御の手順と同様なので説明を省略する。
【００４４】
以上のとおり構成される情報収集器は、集音器で音波を受信し、受信部で特定周波数の信号レベルを選択的に抽出し、検出部で受信信号レベルの変動を検出する。そして、検出部は受信信号レベルの変動が送信信号レベルの変化と対応している特定周波数の周波数成分を出力する。解析部は特定周波数の周波数成分を解析し、制御部は解析部の解析結果に基づいて制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行する。以下、図７〜図１１を参照して、本実施の形態の生産設備制御システムにおける受信動作を説明する。
【００４５】
図７は、図１に示す生産設備制御システムの受信動作を説明するフローチャートであり、図８は図７における電源制御または運転制御処理を説明するフローチャートである。また、図９は図６に示す受信部に入力される受信音圧レベル信号の一例を示すスペクトル図である。また、図１０は受信信号のスペクトルの一例を示す波形図であり、図１１は特定周波数の信号レベルの変動の一例を示す波形図である。
【００４６】
図７に示すとおり、まず、音波を受信する（ステップＳ２０１）。集音器１４１に到達した音波は、電気信号としての受信音圧レベル信号に変換される。図９に示すとおり、受信音圧レベル信号は、図４のパターン信号に対応する８５２Ｈｚ（特定周波数成分３）および１４７７Ｈｚ（特定周波数成分７）にピークレベルを有する。しかしながら、ピークレベルのスペクトル幅は、図４のパターン信号のスペクトル幅と比較して広くなっている。これは、工場内環境における音波の伝播特性、音波の伝播過程におけるノイズなどの種々の影響によるものと考えられる。受信部１４２のフィルタ部は、図９の破線で囲まれた領域１〜領域８の周波数帯域をＤＴＭＦの特定周波数とみなして抽出する。たとえば、領域１の範囲の周波数は特定周波数成分１とみなされて抽出される。したがって、図１０に示すとおり、図９の受信音圧レベル信号が受信部１４２に入力されたとしても、ＤＴＭＦの特定周波数を含む周波数帯域以外の周波数成分は大幅に低減される。その結果、送信側で選択されたＤＴＭＦの特定周波数成分を受信側で正確に認識することができる。フィルタ部で抽出された信号は、受信信号として検出部１４３に伝達される。
【００４７】
次に、受信信号レベルの変動を検出する（ステップＳ２０２）。図１１に示すとおり、受信信号の信号レベルは、種々の要因により変動する。受信信号レベルの変動の要因としては、送信する際に変化信号によって変化させる意図的なものに加えて、送信された音波が工場内を伝播する過程で工場内のノイズと干渉する偶発的なものが考えられる。また、工場内のノイズのうち特定周波数と同じ周波数成分が偶発的に混入する場合も考えられる。図１１において、信号Ｃ１〜信号Ｃ３、信号Ｃ７は、ＤＴＭＦの特定周波数成分１〜特定周波数成分３、特定周波数成分７の信号レベルにそれぞれ対応する。なお、特定周波数成分４〜特定周波数成分６、特定周波数成分８に対応する信号レベルについては図示されていない。検出部１４３は、各周波数成分の受信信号レベルの変動を検出し、ＤＴＭＦのすべての特定周波数成分について、受信信号レベルの変動の周波数および振幅を算出する。なお、受信信号レベルの変動を検出する際のサンプリング周波数Ｔｓは、８ｋＨｚ程度である。
【００４８】
次に、変動が送信時の変化と対応するか否かを判断する（ステップＳ２０３）。より具体的には、各特定周波数成分について、受信信号レベルの変動の周波数が、設備制御部１２０による信号レベルの周期的な変化の周波数と所定時間にわたり一致する場合、受信信号レベルの変動は、送信信号レベルの変化と対応していると検出部１４３が判断する。ここで、送信信号レベルの変化の周波数がたとえば２Ｈｚである場合、所定時間は１．５秒である。すなわち、受信信号レベルの変動の周波数が２Ｈｚで１．５秒間にわたり維持される場合、信号レベルの変動は、送信信号レベルの変化と対応していると判断される。たとえば、本実施の形態では、信号Ｃ３および信号Ｃ７について、１．５秒間にわたり受信信号レベルの変動の周波数がｆ＝２Ｈｚであるので、受信信号レベルの変動は、送信信号レベルの変化と対応していると判断される。一方、信号Ｃ１および信号Ｃ２については、受信信号レベルの変動は、送信信号レベルの変化と対応していないと判断される。いずれの周波数成分についても受信信号レベルの変動が送信信号レベルの変化と対応しない場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）、処理を終了する。
【００４９】
一方、いずれかの周波数成分について、受信信号レベルの変動が送信信号レベルの変化と対応する場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、周波数成分を解析する（ステップＳ２０４）。より具体的には、解析部１４４が特定周波数の周波数成分を解析して制御内容を制御部１４５に伝達する。たとえば、信号Ｃ３およびＣ７の受信信号レベルの変動が送信信号レベルの変化と対応していると検出部１４３によって判断された場合、解析部１４４は、パターンと制御内容との対応関係から、制御対象設備１５０，１６０の電源を投入する制御であることを制御部１４５に伝達する。この場合、解析結果として電源投入命令が伝達される。また、電源を切断する制御である場合、解析結果として電源切断命令が伝達される。また、制御対象設備１５０，１６０の運転を開始する制御である場合、解析結果として運転開始命令が伝達され、運転を停止する制御である場合、解析結果として運転停止命令が伝達される。
【００５０】
次に、電源制御または運転制御を実行する（ステップＳ２０５）。より具体的には、以下に説明する電源制御または運転制御処理を実行したのち、処理を終了する。なお、工場内の作業者が音を聞いてから行動を起こすまでに時間を必要とするので、制御対象設備１５０，１６０に対して実際に制御を実行するまで処理を遅延させる遅延時間を設定してもよい。
【００５１】
図８に示すとおり、まず、特定周波数の周波数成分の解析結果が電源投入命令であるか否かが判断される（ステップＳ３０１）。解析結果が電源投入命令である場合（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、制御対象設備１５０，１６０の電源を投入する（ステップＳ３０２）。
【００５２】
一方、解析結果が電源投入命令ではない場合（ステップＳ３０１：ＮＯ）、特定周波数の周波数成分の解析結果が電源切断命令であるか否かが判断される（ステップＳ３０３）。解析結果が電源切断命令である場合（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、制御対象設備１５０，１６０の電源を切断する（ステップＳ３０４）。
【００５３】
一方、解析結果が電源切断命令ではない場合（ステップＳ３０３：ＮＯ）、特定周波数の周波数成分の解析結果が運転開始命令であるか否かが判断される（ステップＳ３０５）。解析結果が運転開始命令である場合（ステップＳ３０５：ＹＥＳ）、制御対象設備１５０，１６０の運転を開始する（ステップＳ３０６）。
【００５４】
一方、解析結果が運転開始命令ではない場合（ステップＳ３０５：ＮＯ）、特定周波数の周波数成分の解析結果が運転停止命令であるか否かが判断される（ステップＳ３０７）。解析結果が運転停止命令である場合（ステップＳ３０７：ＹＥＳ）、制御対象設備１５０，１６０の運転を停止する（ステップＳ３０８）。
【００５５】
一方、解析結果が運転停止命令ではない場合（ステップＳ３０７：ＮＯ）、電源制御または運転制御処理を終了してメイン処理に戻る。
【００５６】
以上のとおり、図７および図８のフローチャートの処理によれば、音波を受信し、特定周波数の信号レベルを選択的に抽出し、抽出された受信信号レベルの変動が送信信号レベルの変化と対応しているか否かを判断する。そして、受信信号レベルの変動が送信信号レベルの変化と対応している場合、特定周波数の周波数成分を解析し、解析結果に基づいて制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行する。
【００５７】
以上のとおり、説明した本実施の形態は以下の効果を奏する。
【００５８】
（ａ）本発明の生産設備制御システムは、可聴音を通じて生産設備に対して電源制御または運転制御の指示を出すので、工場内の作業者が生産設備の電源制御または運転制御の指示を認識することができる。その結果、工場内での作業者の安全を確保することができる。また、任意の時間に電源制御または運転制御を実行することができるので、生産設備の消費電力量を削減することができる。
【００５９】
（ｂ）設備制御部および送信装置によって送信される音波は、複数の周波数成分を含み、情報収集器は、複数の周波数成分の組み合せに応じて制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行する。したがって、１台の制御対象設備に対して複数種類の制御を実行することができる。また、音波の送受信におけるノイズに対する耐性を向上することができる。
【００６０】
（ｃ）情報収集器は、互いに離隔して配置された複数の制御対象設備に対して個別に割り当てられる。したがって、互いに離隔して配置された各制御対象設備の制御を個別に実行することができる。その結果、作業者が各制御対象設備を手作業で操作する必要がないので、電源制御および運転制御の作業工数を削減することができる。
【００６１】
（ｄ）本発明の生産設備制御方法は、可聴音を通じて生産設備に対して電源制御または運転制御の指示を出すので、工場内の作業者が生産設備の電源制御または運転制御の指示を認識することができる。その結果、工場内での作業者の安全を確保することができる。また、任意の時間に電源制御または運転制御を実行することができるので、生産設備の消費電力量を削減することができる。
【００６２】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、１台の情報収集器が１台の制御対象設備の制御を実行した。第２の実施の形態では、複数のパターンに応じて１台の情報収集器が複数の制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行する。換言すれば、１台の情報収集器が複数台の制御対象設備によって共用される。以下、図１２を参照して、本実施の形態の生産設備制御システムを説明する。
【００６３】
図１２は、第２の実施の形態における情報収集器、ロボット、およびＡＧＶの工場内における配置を例示する概念図である。図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）に示すとおり、本実施の形態の情報収集器１４０および制御対象設備１５０，１６０は、作業工程の形態に応じて工場内に区画された複数の領域（エリア）のうちの１つに配置される。
【００６４】
図１２（Ａ）に示す配置では、エリアαには、ロボット１５０が３台、ＡＧＶ１６０が１台配置されており、３台のうち２台のロボット１５０に共通の情報収集器１４０が割り当てられ、残りの１台のロボット１５０とＡＧＶ１６０にそれぞれ１台ずつ情報収集器１４０が割り当てられている。したがって、エリア内で情報収集器１４０を共用することにより、制御対象設備１５０，１６０の数に対する情報収集器１４０の数を少なくすることができる。
【００６５】
また、図１２（Ｂ）に示す配置では、エリアαおよびエリアβにロボット１５０およびＡＧＶ１６０が２台ずつ配置されており、ロボット１５０にはエリアを跨いで共通の情報収集器１４０が割り当てられ、ＡＧＶ１６０にはそれぞれ１台ずつ情報収集器１４０が割り当てられている。したがって、エリアを跨いで情報収集器１４０を共用することにより制御対象設備１５０，１６０の数に対する情報収集器１４０の数を少なくすることができる。
【００６６】
以上のとおり、説明した本実施の形態は、第１の実施の形態に加えて、以下の効果を奏する。
【００６７】
（ｅ）情報収集器は、複数の周波数成分の組み合せに応じて複数の制御対象設備に対して電源制御または運転制御を実行する。したがって、制御対象設備の数に対する情報収集器の数を少なくすることができる。
【００６８】
（第３の実施の形態）
第１の実施の形態では、受信信号レベルの変動の周波数が、設備制御部による送信信号レベルの周期的な変化の周波数と所定時間にわたり一致する場合、受信信号レベルの変動が送信信号レベルの変化と対応していると判断された。本実施の形態では、第１の実施の形態での判断方法における条件を満たし、かつ、信号レベルの大きさが所定の判断条件を満たす場合、受信信号レベルの変動が送信信号レベルの変化と対応していると判断される。より具体的には、本実施の形態では、第１の実施の形態での判断方法における判断条件を満たし、かつ、信号レベルの最小値と最大値との差に相当する振幅が所定時間にわたり所定値Ａｔｈ以上である場合、受信信号レベルの変動が送信信号レベルの変化と対応していると判断される。
【００６９】
本実施の形態では、図１１において信号Ｃ１の代わりに信号Ｃ１’を用いる。図１１に示すとおり、１．５秒間にわたり受信信号レベルの変動の周波数がｆ＝２Ｈｚであるので、信号Ｃ１’、信号Ｃ３、および信号Ｃ７は、いずれも第１の実施の形態での判断方法における判断条件を満たす。しかしながら、各信号の振幅がＡ３＞Ａ７＞Ａｔｈ＞Ａ１’であるとすれば、信号Ｃ３および信号Ｃ７は本実施の形態の判断条件を満たす一方、Ｃ１’は受信信号レベルの変動の振幅Ａ１'が所定値Ａｔｈ未満であるので本実施の形態の判断条件を満さない。したがって、信号Ｃ３および信号Ｃ７についての受信信号レベルの変動は、送信信号レベルの変化と対応していると判断される。一方、信号Ｃ１'については、受信信号レベルの変動は、送信信号レベルの変化と対応していないと判断される。
【００７０】
また、信号レベルの大きさについての判断条件は、信号レベルが所定時間にわたり所定の閾値レベル以上であるか否かであってもよい。すなわち、第１の実施の形態での判断方法における条件を満たし、かつ、信号レベルが所定時間にわたり所定の閾値レベルＶｔｈ以上である場合、受信信号レベルの変動は、送信信号レベルの変化と対応していると判断される。図１１に示すとおり、１．５秒間にわたり受信信号レベルの変動の周波数がｆ＝２Ｈｚであり、かつ、信号レベルが１．５秒間にわたり閾値レベルＶｔｈを超えているので、信号Ｃ３および信号Ｃ７についての受信信号レベルの変動は、送信信号レベルの変化と対応していると判断される。一方、信号Ｃ１’については、信号レベルが閾値レベルＶｔｈ未満であるので、受信信号レベルの変動は、送信信号レベルの変化と対応していないと判断される。
【００７１】
以上のとおり、説明した本実施の形態は、第１および第２の実施の形態に加えて、以下の効果を奏する。
【００７２】
（ｆ）受信信号レベルの変動の周波数が、設備制御部による送信信号レベルの周期的な変化の周波数と所定時間にわたり一致する場合であり、かつ、受信信号レベルの大きさが所定の判断条件を満たす場合、受信信号レベルの変動は送信信号レベルの周期的な変化と対応していると判断される。したがって、受信信号レベルの変動が送信信号レベルの周期的な変化と対応しているか否かの判断精度を向上することができる。
【００７３】
以上のとおり、実施の形態において、本発明の生産設備制御システムを説明した。しかしながら、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、および省略することができることはいうまでもない。
【００７４】
たとえば、本実施の形態では、特定周波数としてＤＴＭＦを利用する場合を説明した。しかしながら、特定周波数はＤＴＭＦに限定されない。特定周波数は、可聴音帯域内の周波数であればよく、音として工場内の作業者にとって聞き取り易い周波数であることが好ましい。
【００７５】
また、本実施の形態では、制御対象設備としてロボットまたはＡＧＶを例示した。しかしながら、制御対象設備はロボットまたはＡＧＶに限定されず、電源を有する他の生産設備であってもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１００  生産設備制御システム、
１１０  設備稼働モニタ、
１２０  設備制御部（送信手段）、
１２１  パターン生成部（送信手段）、
１２２  変化信号生成部（送信手段）、
１２３  送信処理部（送信手段）、
１３０  放送装置(送信手段）、
１４０  情報収集器（受信手段、制御手段）、
１４１  集音器（受信手段）、
１４２  受信部（受信手段）、
１４３  検出部（制御手段）、
１４４  解析部（制御手段）、
１４５  制御部（制御手段）、
１５０  ロボット（制御対象設備）、
１６０  ＡＧＶ（制御対象設備）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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