(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１回の動作を分割し、予め移動目的地がそれぞれ設定された複数の動作ステップを経て移動し、該動作を繰り返す可動部を撮影し、画像データを取得する撮像手段と、
前記画像データを記憶する記憶手段と、
制御手段であって、
前記可動部に対して前記複数の動作ステップのそれぞれに応じた動作をさせる制御信号を送信する動作指示部と、
前記画像データを一時的に記憶し、前記記憶手段よりも書き込み速度が速い一時記憶部と、
前記画像データに基づいて前記可動部の位置を検出する位置検出部と、
前記複数の動作ステップのそれぞれについて、前記可動部の位置に基づいて前記可動部が動作実行中の動作ステップの移動目的地に到達したか否か判定し、該移動目的地に到達したと判定した場合、その判定に用いた画像データを前記一時記憶部に記憶する移動終了判定部と、
前記複数の動作ステップのそれぞれについて、動作ステップの開始時刻から終了時刻までに要する所要時間を算出し、前記複数の動作ステップのうち、該所要時間が予め定めた所定の閾値を超える動作ステップまたは該所要時間が最も長い動作ステップを画像保存ステップとして設定し、
前記動作ステップの開始時刻は、前記制御手段が当該動作ステップの動作を開始させる前記制御信号を前記可動部へ送信開始した時刻、または前記移動終了判定部により当該動作ステップの一つ前の動作ステップの移動目的地に前記可動部が到達したと判定された時刻であり、
前記動作ステップの終了時刻は、前記移動終了判定部により前記可動部が当該動作ステップの移動目的地に到達したと判定された時刻、または当該動作ステップについて前記判定に用いた画像データの前記一時記憶部への書き込みが完了した時刻である保存ステップ選択部と、
前記可動部が前記画像保存ステップの動作を実行中に、前記一時記憶部に記憶された画像データを前記記憶手段に保存する画像保存実行部を有する制御手段と、
を有することを特徴とする監視制御装置。
【請求項２】
１回の動作を分割し、予め移動目的地がそれぞれ設定された複数の動作ステップを経て移動し、該動作を繰り返す可動部を撮影し、画像データを取得する撮像手段と、
前記画像データを記憶する記憶手段と、
前記複数の動作ステップのうちの任意の動作ステップを、画像保存ステップとして設定する操作手段と、
制御手段であって、
前記可動部に対して前記複数の動作ステップのそれぞれに応じた動作をさせる制御信号を送信する動作指示部と、
前記画像データを記憶し、前記記憶手段よりも書き込み速度が速い一時記憶部と、
前記画像データに基づいて前記可動部の位置を検出する位置検出部と、
前記複数の動作ステップのそれぞれについて、前記可動部の位置に基づいて前記可動部が動作実行中の動作ステップの移動目的地に到達したか否か判定し、該移動目的地に到達したと判定した場合、その判定に用いた画像データを前記一時記憶部に記憶する移動終了判定部と、
前記複数の動作ステップのそれぞれについて、動作ステップの開始時刻から終了時刻までに要する所要時間を算出し、
前記動作ステップの開始時刻は、前記制御手段が当該動作ステップの動作を開始させる前記制御信号を前記可動部へ送信開始した時刻、または前記移動終了判定部により当該動作ステップの一つ前の動作ステップの移動目的地に前記可動部が到達したと判定された時刻であり、
前記動作ステップの終了時刻は、前記移動終了判定部により前記可動部が当該動作ステップの移動目的地に到達したと判定された時刻または当該動作ステップについて前記判定に用いた画像データの前記一時記憶部への書き込みが完了した時刻である所要時間算出部と、
前記可動部が前記画像保存ステップの動作を実行中に、前記一時記憶部に記憶された画像データを前記記憶手段に保存する画像保存実行部を有する制御手段と、
を有し、
前記操作手段は、前記所要時間を表示する所要時間表示部と、前記複数の動作ステップのそれぞれに一意に対応した選択部を有し、該選択部で選択された動作ステップを画像保存ステップとして設定する、ことを特徴とする監視制御装置。
【請求項３】
前記画像保存ステップは、少なくとも２つの動作ステップに設定される、請求項１または２に記載の監視制御装置。
【請求項４】
制御手段から受信した制御信号に応じて、１回の動作を分割し、予め移動目的地がそれぞれ設定された複数の動作ステップを経て移動し、該動作を繰り返す可動部を撮影して画像データを取得し、
前記制御手段は、前記画像データに基づいて前記可動部の位置を検出し、
前記制御手段は、前記複数の動作ステップのそれぞれについて、前記可動部の位置に基づいて前記可動部が動作実行中の動作ステップの移動目的地に到達したか否か判定し、
前記制御手段は、前記判定ステップで、前記可動部が当該動作ステップの移動目的地に到達したと判定した場合、その判定に用いた画像データを一時記憶部に記憶し、
前記制御手段は、前記複数の動作ステップのそれぞれについて、動作ステップの開始時刻から終了時刻までに要する所要時間を算出し、
前記動作ステップの開始時刻は、前記可動部を制御する制御手段が当該動作ステップの動作を開始させる前記制御信号を前記可動部へ送信開始した時刻、または当該動作ステップの一つ前の動作ステップの移動目的地に前記可動部が到達したと判定された時刻であり、
前記動作ステップの終了時刻は、前記可動部が当該動作ステップの移動目的地に到達したと判定された時刻、または当該動作ステップについて前記判定に用いた画像データの前記一時記憶部への書き込みが完了した時刻であり、
前記制御手段は、前記複数の動作ステップのうち、該所要時間が予め定めた所定の閾値を超える動作ステップまたは該所要時間が最も長い動作ステップを画像保存ステップとして設定し、
前記制御手段は、前記可動部が前記画像保存ステップの動作を実行中に、前記一時記憶部に記憶された画像データを、前記一時記憶部よりも書き込み速度が遅い記憶手段に保存することを特徴とする監視制御方法。
【請求項５】
前記画像保存ステップは、少なくとも２つの動作ステップに設定される、請求項４に記載の監視制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動部を有する設備又は装置の制御を行う監視制御装置及び監視制御方法に関するものであり、より詳しくは、１回の動作を複数の動作ステップに分割して移動する可動部を有する設備又は装置に対して、その可動部を撮影した画像に基づいて制御を行う監視制御装置、及び監視制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な機械、装置の製造工程や検査工程において、自動化が益々進展し、様々な自動組み立て装置や自動検査装置といった設備が使用されるに至っている。例えば自動組み立て装置では、搬送されてくる部品を捕捉し、捕捉した部品を所定の組み立て位置へ搬送し、そして組み立て位置へ搬送された部品に、別の部品を組み込み、出来上がったものを排出するといった動作を行う。このようなそれぞれの動作を行うために、搬送ユニット、組み立てユニットといった複数の可動部が存在し、これらの可動部は、設備の一回の動作において、複数の動作ステップにしたがって移動する。そして、これらの可動部は、各動作ステップにおいて、所定の位置へ向けて、所定のタイミングで正確に動作することが求められる。
【０００３】
こうした設備が正常に動作しているか否かを監視し、故障等の異常を検知するために監視カメラ等で設備の画像データを取得し、また異常発生時の原因解析用にその画像データを記憶することが知られている（特許文献１、２参照）。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載された監視制御装置では、故障検知時の画像データをデータベース化して記憶する。また、特許文献２に記載されたトラブル解析支援装置では、トラブルを発生する設備の有無を人が予め判断し、トラブルが発生すると分かっている設備に対して、トラブル発生前後の一定期間、動画像、音声、制御情報を記憶する。そしてその記憶したデータを用いて、シミュレーションによりトラブルを解析する。
【０００５】
さらに、機械装置の状態遷移を逐次記憶し、その記憶及び状態遷移図とコンピュータグラフィック画像を用いて、故障発生時のシミュレーションを行う装置が知られている（特許文献３参照）。
【０００６】
設備の異常発生時の様子を適切に把握するためには、故障発生時からその直前の一定期間の稼動状況が分かる画像データが記憶されていることが望ましい。しかし、この一定期間の画像データを動画像として記憶すると、データ量が膨大となってしまう。一方、静止画として記憶する場合には、適切なタイミングで取得された画像を記憶しなければ、異常発生時の様子をうまく捉えることができず、異常の原因を特定することが困難となってしまう。また、各動作ステップごとに画像データをハードディスクなどに保存すると、画像の保存に要する時間のために、設備の１回の動作に要する時間、すなわちサイクルタイムが長くなり、設備の稼動効率が低下する。そこで、各動作ステップの画像を保存しつつ、その画像保存による１回の動作に要するサイクルタイムの増大を極力抑制できる監視制御装置及び監視制御方法の開発が望まれている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２０８２１８号公報
【特許文献２】特開２０００−２５０７７５号公報
【特許文献３】特開平１１−２５９１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の問題点に鑑み、本発明は、１回の動作を分割した複数の動作ステップを経て移動し、その動作を繰り返す可動部を有する設備または装置について、動作の解析に有用な画像データを保存可能な監視制御装置、又は監視制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また本発明の別の目的として、画像データの保存に要する時間によるサイクルタイムの増大を抑制可能な監視制御装置、又は監視制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に記載の形態によれば、本発明に係る監視制御装置が、１回の動作を分割し、予め移動目的地がそれぞれ設定された複数の動作ステップを経て移動し、その動作を繰り返す可動部に対して、複数の動作ステップのそれぞれに応じた動作をさせる制御信号を送信する動作指示部と、撮像手段で撮影された画像データに基づいて可動部の位置を検出する位置検出部と、複数の動作ステップのそれぞれについて、可動部の位置に基づいて可動部が動作実行中の動作ステップの移動目的地に到達したか否か判定し、移動目的地に到達したと判定した場合、その判定に用いた画像データを記憶手段よりも書き込み速度が速い一時記憶部に記憶する移動終了判定部と、複数の動作ステップのそれぞれについて、動作ステップの開始時刻から終了時刻までに要する所要時間を算出し、所要時間に基づいて、複数の動作ステップのうちの任意の動作ステップを画像保存ステップとして設定する保存ステップ選択部と、可動部が画像保存ステップの動作を実行中に、一時記憶部に記憶された画像データを記憶手段に保存する画像保存実行部を有する制御手段を有する。ここで動作ステップの開始時刻は、制御手段が動作ステップの動作を開始させる制御信号を可動部へ送信開始した時刻、または移動終了判定部により動作ステップの一つ前の動作ステップの移動目的地に可動部が到達したと判定された時刻であり、動作ステップの終了時刻は、移動終了判定部により可動部が動作ステップの移動目的地に到達したと判定された時刻、またはその動作ステップについての移動目的地への到達判定に用いた画像データの一時記憶部への書き込みが完了した時刻であることが好ましい。これにより、動作の解析に有用な画像データを保存することができる。また、記憶手段への画像保存を、可動部の移動に要する時間の長い動作ステップの実行中に行うことで、可動部若しくは可動部を有する設備等のサイクルタイムを全体として短縮することができる。特に、制御手段が保存ステップ選択部を有することで、任意の動作ステップから、自動的に最適な画像保存ステップを選択するため、サイクルタイムの短縮化を自動的に図ることができる。
【００１１】
なお、上記において、各動作ステップの所要時間は、１度の動作ステップの実行に基づいて算出された時間としてもよいが、同一の動作ステップについて複数回実行した場合の平均所要時間としてもよい。
【００１２】
また、保存ステップ選択部は、所要時間が予め定めた所定の閾値を超える動作ステップを画像保存ステップとして設定することにより、自動的に画像保存を行うだけの時間的余裕のある動作ステップを選択することができる。
【００１３】
さらに、保存ステップ選択部は、所要時間が最も長い動作ステップを画像保存ステップとして設定することにより、自動的に画像保存を同時に実行するのに好適な動作ステップを選択することができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の形態によれば、本発明に係る監視制御装置が、１回の動作を分割し、予め移動目的地がそれぞれ設定された複数の動作ステップを経て移動し、その動作を繰り返す可動部に対して、複数の動作ステップのうちの任意の動作ステップを、画像保存ステップとして設定する操作手段を有し、且つ制御手段が、可動部が画像保存ステップの動作を実行中に、記憶手段よりも書き込み速度が速い一時記憶部に記憶された画像データを記憶手段に保存する画像保存実行部を有することにより、画像保存を同時に実行するのに好適な動作ステップを選択して、画像保存に要する時間を節約し、可動部の１回あたりの動作に要する時間を短縮することができる。
【００１５】
そして制御手段が、複数の動作ステップのそれぞれについて、動作ステップの開始時刻から終了時刻までに要する所要時間を算出する所要時間算出部を有し、且つ操作手段が、所要時間を表示する所要時間表示部と、複数の動作ステップのそれぞれに一意に対応した選択部を有する。ここで動作ステップの開始時刻は、制御手段が動作ステップの動作を開始させる制御信号を可動部へ送信開始した時刻、または移動終了判定部により動作ステップの一つ前の動作ステップの移動目的地に可動部が到達したと判定された時刻であり、動作ステップの終了時刻は、移動終了判定部により可動部が動作ステップの移動目的地に到達したと判定された時刻、またはその動作ステップについての移動目的地への到達判定に用いた画像データの一時記憶部への書き込みが完了した時刻であることが好ましい。これにより、各動作ステップの所要時間を確認しつつ、画像保存の実行に適した動作ステップを容易に選択することができる。
【００１６】
さらに、請求項３の記載によれば、画像保存ステップは、少なくとも２つの動作ステップに設定される。可動部の１回の動作のうちの複数の動作ステップに画像保存ステップを設定することにより、１度の画像保存ステップで保存する画像データの枚数を減らすことができるため、画像保存に要する時間を短縮できる。
【００１７】
また、請求項４の記載によれば、本発明に係る監視制御方法が、制御部から受信した制御信号に応じて、１回の動作を分割し、予め移動目的地がそれぞれ設定された複数の動作ステップを経て移動し、その動作を繰り返す可動部に対して、可動部が撮影された画像データに基づいて可動部が動作実行中の動作ステップの移動目的地に到達したか否か判定し、移動目的地に到達したと判定した場合、その判定に用いた画像データを一時記憶部に記憶し、複数の動作ステップのそれぞれについて、動作ステップの開始時刻から終了時刻までに要する所要時間を算出し、その所要時間に基づいて、複数の動作ステップのうちの任意の動作ステップを画像保存ステップとして設定し、可動部が画像保存ステップの動作を実行中に、一時記憶部に記憶された画像データを、その一時記憶部よりも書き込み速度が遅い記憶手段に保存する。ここで動作ステップの開始時刻は、可動部を制御する制御手段がその動作ステップの動作を開始させる制御信号を可動部へ送信開始した時刻、またはその動作ステップの一つ前の動作ステップの移動目的地に可動部が到達したと判定された時刻であり、動作ステップの終了時刻は、可動部がその動作ステップの移動目的地に到達したと判定された時刻、またはその動作ステップについて移動目的への到達判定に用いた画像データの一時記憶部への書き込みが完了した時刻であることが好ましい。これにより、動作の解析に有用な画像データを保存することができる。また、記憶手段への画像保存を、可動部の移動に要する時間の長い動作ステップの実行中に行うことで、可動部のサイクルタイムを全体として短縮することができる。
【００１８】
また、画像保存ステップの設定は、所要時間が予め定めた所定の閾値を超える動作ステップを画像保存ステップとして設定することにより、自動的に画像保存を行うだけの時間的余裕のある動作ステップを選択することができる。
【００１９】
さらに、画像保存ステップの設定は、所要時間が最も長い動作ステップを画像保存ステップとして設定することにより、自動的に画像保存を同時に実行するのに好適な動作ステップを選択することができる。
【００２０】
さらに、請求項５の記載によれば、画像保存ステップは、少なくとも２つの動作ステップに設定される。可動部の１回の動作のうちの複数の動作ステップに画像保存ステップを設定することにより、１度の画像保存ステップで保存する画像データの枚数を減らすことができるため、画像保存に要する時間を短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る監視制御装置について詳細に説明する。
本発明に係る監視制御装置１は、１乃至複数の可動部を有する設備であって、１回の動作中に複数の動作ステップを有し、各動作ステップにおいて、所定の可動部がその動作ステップで定められた移動目的地へ移動し、可動部が移動目的地へ移動したことを画像データを用いて確認することにより、動作ステップを終了する設備を監視対象とする。そして、監視対象設備の各動作ステップにおいて、可動部が移動目的地へ移動したことの判断に用いた画像データをキャッシュメモリのような一時記憶部へ一時的に記憶しておき、所要時間の長い動作ステップ中に、一時記憶された画像データをまとめてハードディスクのような記憶手段に保存することにより、動作解析に有用な動作ステップ毎の画像データを保存するとともに、画像保存に要する時間を短縮化して、１回の動作当たりのサイクルタイムの増大を抑制するものである。
【００２２】
図１に、本発明に係る監視制御装置１の構成ブロック図を示す。
本発明に係る監視制御装置１は、撮像手段１１、制御手段１２、記憶手段１３、及び操作手段１４を備える。
【００２３】
撮像手段１１は、ＣＣＤカメラ等で構成され、監視制御装置１の監視対象となる設備全体を撮影する。また撮像手段１１は、１台若しくは複数のカメラで構成し、設備に含まれる全ての可動部は、何れかのカメラで撮影されるように構成する。また、設備の可動部の移動を、画像上の位置の変化として捉えられるように、撮影対象である各可動部の動作平面から離れたところに撮像手段１１を配置することが好ましい。
【００２４】
また、撮像手段１１は、設備の可動部の動作を逐次捉えられるように、連続的に撮影可能であることが好ましく、例えばビデオレート（３０Ｈｚ）で撮影を行う。撮影した画像は、制御手段１２へ送信する。
【００２５】
次に、制御手段１２について説明する。
制御手段１２は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）の中央演算装置（ＣＰＵ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの半導体メモリ、ＰＣに読み込まれたプログラム、及びＲＳ２３２Ｃといった外部出力ポートなどで構成される。さらに、設備の可動部に対して制御信号を与えるためのドライバを内蔵する。
【００２６】
図１に示すように、制御手段１２は、設備の可動部に対して移動・停止などの制御信号を与える動作指示部１２１と、撮像手段１１から取得した画像データに基づいて、各可動部の位置を検出する位置検出部１２２と、検出された位置に基づいて、各可動部が移動目的地に移動したか否かを判定する移動終了判定部１２３と、移動終了判定に使用した画像データを一次記憶する一時記憶部１２４と、各動作ステップの所要時間を算出し、その所要時間に基づいて画像記憶を実行する動作ステップを決定する保存ステップ決定部１２５と、一次記憶部に記憶されている画像データを記憶手段１３に保存する画像保存実行部１２６などで構成される。
【００２７】
動作指示部１２１は、動作ステップ毎に、記憶手段１３に記憶されている動作指示情報を参照して、可動部に対して所定の方向へ移動・停止などの制御信号を与える。また、複数の可動部が動作する場合には、必要に応じて移動開始のタイミングをずらし、物理的な干渉を起こさないよう制御する。そして、それらの制御信号は、内蔵のドライバを通じて、各可動部へ送信される。
【００２８】
位置検出部１２２は、撮像手段１１から受信した画像データを解析し、画像データ上で可動部の位置を認識する。
ここで可動部の位置は、可動部中の特定部分の位置として表される。また、可動部中の特定部分は、周囲と明度又は色調がはっきりと異なる部分とすることができる。例えば、白色や銀色の部分に、赤色の検出マークを付し、その検出マークを特定部分として認識する。以下では、検出マークを検出して可動部の位置を求めるものとして説明する。
【００２９】
最初に、現在の動作ステップにおいて、可動部の検出マークが存在する可能性のある領域に関心領域を設定する。この関心領域は、一つの検出マークだけを含むように設定することが好ましい。他の検出マークを誤って検出することによる、位置の検出の失敗を防止するためである。また、以下の処理は関心領域内だけで行う。扱うデータ量が少なくなり、処理を高速化できるためである。
【００３０】
次に、画像データを、検出マークとそれ以外に分離可能するために２値化する。２値化の閾値は、撮像手段１１で実際に撮影した画像データに基づいて、経験的に設定する。
２値化が終了すると、検出マークに相当する画素の重心Ｍｇを算出する。その重心Ｍｇを、可動部の位置とする。
【００３１】
次に、可動部の位置検出処理の別の一例について説明する。この例においても、可動部に付された検出マークを検出するものとする。
【００３２】
この例では、画像データを２値化する代わりに、検出マークの外形形状に沿って存在する、近傍画素との信号値の差が大きい画素（エッジ画素という）を検出する。例えば、画像上で、検出マークが図２（ａ）に示される略円形状をしており、検出マークに相当する画素が、その周辺画素と比較して輝度が高い（画素値が大きい）場合、図２（ｂ）に示すフィルタを用いて、関心領域内でフィルタリング処理を行う。そして、そのフィルタリング処理の出力結果が最も高くなる画素を、検出マークの中心Ｍｃとして検出する。そして、検出マークの中心Ｍｃを可動部の位置とする。
【００３３】
なお、本発明で使用可能な位置検出処理は上記のものに限られず、他にもパターンマッチングに基づく処理などを使用することができる。
【００３４】
移動終了判定部１２３は、位置検出部１２２で検出した可動部の位置と記憶手段１３に記憶されている動作指示情報を参照して、可動部が各動作ステップにおける移動目的地に到達したか否かを判定する。そして、移動目的地に到達したと判定した場合、動作指示部１２１を通じて、可動部を停止させる。
【００３５】
なお、可動部が移動目的地に到達したか否かについては、以下のように判定できる。まず、動作指示情報から、可動部に対する、その動作ステップにおける移動終了点Ｐｅを取得する。そして、位置検出部１２２により検出した可動部の位置と、移動終了点Ｐｅとの距離ｄを算出する。その距離ｄが、所定の閾値Ｔｈｄｌ以下であれば、可動部は移動終了点Ｐｅに到達したと判定し、制御手段１２は、動作指示部１２１を通じて、可動部を停止させる。一方、距離ｄが上記の閾値Ｔｈｄｌよりも大きい場合には、可動部は移動を終了していないと判定する。
【００３６】
また、その動作ステップで移動する全ての可動部が移動目的地に到達したと判定された場合、移動終了判定部１２３は、その解析に用いた画像データを一時記憶部１２４に記憶する。一方、解析した画像データでは、その動作ステップで移動する可動部のうち、何れか一つでも移動目的地に到達していないと判定される場合、移動終了判定部１２３は、解析に使用した画像データを廃棄する。そして、撮像手段１１から画像データを再取得し、上記の処理を繰り返す。
【００３７】
このように、可動部が動作終了後の移動目的地にいる場合の画像データを記憶しておくことにより、可動部が動作中の画像データを記憶せずとも、設備に異常が発生した場合、後から記憶されている画像データを調べることによって異常原因の特定は十分可能であり、記憶するデータの量を必要最小限に抑えることが可能である。
【００３８】
着目する可動部が移動目的地にいるか否かの判定は、以下に説明する方法で行うことができる。
位置検出部１２２で認識された特定部分の画像データ上の位置と、理想状態にある設備を撮影した画像データ等から求められた移動目的地との距離が、予め定められた許容範囲内にあるか否かを判定する。その距離が許容範囲内に収まる場合、着目する可動部は所定の位置にいると判定する。
【００３９】
なお、上記の移動目的地及び許容範囲は、各動作ステップ毎に、各可動部について設定され、動作指示情報の一部として予め記憶手段１３に記憶しておく。
【００４０】
一時記憶部１２４は、画像データを一時的に記憶するものであり、制御手段１２の半導体メモリで構成される。また、一時記憶部１２４への画像データの書き込み又は一時記憶部１２４からの画像データの読み込みに要する時間は、記憶手段１３への画像データの書き込みに要する時間と比較して相対的に短時間である。また、一時記憶部１２４に記憶された画像データは、後述する画像保存実行部１２６によって記憶手段１３に記憶されると、一時記憶部１２４からは消去される。このようにして、一時記憶部１２４に占める画像データの記憶容量の増大を防ぎ、且つ既に記憶手段１３に保存した画像データを再度記憶手段１３に書き込むことによる、画像保存に要する時間の増加を防止している。
【００４１】
保存ステップ選択部１２５は、一時記憶部１２４に記憶されている画像データを記憶手段１３に保存するタイミングを決定する。画像データを保存するタイミングとして、可動部の移動に時間を要する動作ステップを選択する。このような動作ステップの実行中に画像データの記憶を同時に行うことで、各動作ステップにおける移動終了判定の後に画像データを記憶手段１３に保存する場合と比較して、画像データの保存に要する時間を短縮することができるため、結果として監視対象設備のサイクルタイムを短縮することができる。
【００４２】
そこで、保存ステップ選択部１２５は、各動作ステップｊ（ｊ＝１，２，・・・，ｍ）について、動作指示部１２１が可動部を移動させる制御信号の送信を開始した時点を計測開始時とし、移動終了判定部１２３が移動終了と判定した時間を計測終了時として、計測開始時から計測終了時までの経過時間を所要時間として算出し、記録する。そして、例えば設備の稼動開始後、１０サイクル分の動作を終了した時点で、各動作ステップの平均所要時間τjを算出する。各動作ステップの平均所要時間τjが算出されると、平均所要時間が所定の閾値Ｔｈｄｔ（例えば、５００ｍｓｅｃ）を超えたステップを、画像記憶を実行する画像保存ステップＭｓとして選択する。
【００４３】
画像保存ステップＭｓとして選択された動作ステップを示すために、保存ステップ選択部１２５は、１回の動作サイクルに含まれる全ての動作ステップについて、画像保存ステップＭｓに該当するか否かのフラグＦj（ｊ＝１，２，・・・，ｍ）を有する。そして、動作ステップｊが画像保存ステップＭｓに該当する場合、フラグＦjの値を‘１’、それ以外の動作ステップについては、フラグＦjの値を‘０’とする。このようなフラグＦjは、例えば動作ステップ数だけの要素数を持つ一次元の配列をフラグＦj用に設け、その配列の各要素と動作ステップをそれぞれ１対１に対応させることで具現化できる。
【００４４】
なお、画像保存ステップＭｓとして、設備の１回の動作あたり１動作ステップだけ設定してもよいが、１回の動作あたり複数の動作ステップを画像保存ステップＭｓとして設定することが好ましい。さらに、動作サイクルあたり複数の動作ステップを画像保存ステップＭｓとして設定する場合は、各画像保存ステップＭｓが連続しないことが好ましい。一回の画像記憶で記憶手段１３に記憶する画像データの枚数が減少するため、一回の画像記憶に要する所要時間を少なくすることができるためである。
【００４５】
また、画像保存ステップＭｓの選択を、別の方法で行うこともできる。例えば、動作ステップの平均所要時間τjが最も長い方から順に、所定数（例えば３ステップ）の動作ステップを画像保存ステップＭｓとして選択してもよい。その際、連続する動作ステップが画像保存ステップＭｓとして選択されることを防止するために、平均所要時間の一番長い動作ステップから順に画像保存ステップとして選択し、画像保存ステップＭｓとして選択された動作ステップの前後の動作ステップは、画像保存ステップＭｓとして選択しないようにしてもよい。
【００４６】
なお、上記において、平均所要時間τjについての所定の閾値Ｔｈｄｔは、５００ｍｓｅｃに限られない。設備の構造、仕様、稼働状況に応じて適宜設定できる。また、画像保存ステップＭｓの選択を行う時期についても、設備の稼動開始から１０サイクル後に限られず、５サイクル後や２０サイクル後など、状況に応じて最適な時期に設定可能であり、さらに定期的に画像保存ステップを再選択するようにしてもよい。
【００４７】
さらに、各動作ステップの所要時間を、別の基準で算定してもよい。例えば、動作ステップｊの所要時間を、一つ前の動作ステップ（ｊ−１）において全ての可動部が移動終了と判定された時間を計測開始時とし、画像データの一時記憶部１２４への記憶が終了した時間を計測終了時としてもよい。このように、各動作ステップの所要時間は、その動作ステップの開始から終了までに必要とする時間の目安となるものであれば、計測開始時及び計測終了時は、任意に選択することができる。
【００４８】
画像保存実行部１２６は、上記の画像保存ステップＭｓにおいて、一時記憶部１２４に記憶されている画像データを記憶手段１３に保存する。また、画像保存ステップＭｓか否かについては、各動作ステップに対応する上記のフラグＦjの値を参照し、画像保存ステップに相当する値（Ｆj＝１）であれば、画像保存ステップＭｓと判断する。
【００４９】
画像データの記憶手段１３への記憶は、画像保存ステップＭｓにおいて、動作指示部１２１により各可動部に対して移動を行う制御信号の出力が開始される前後より開始する。このようなタイミングで画像の記憶を開始することにより、その動作ステップの終了までに一時記憶部１２４に記憶されている画像データを記憶手段１３に記憶することが可能となり、画像記憶のみに要する時間を設けることなく画像データを記憶できるため、監視対象設備のサイクルタイムを短くすることができる。
なお、画像記憶手段１３への記憶が終了すると、一時記憶部１２４に記憶されている画像データを消去する。
【００５０】
記憶手段１３は、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭなど、一時記憶部１２４と比較して、データの読み込み／書き込み時間は長いものの、比較的大容量で、長期間のデータ保存に適した記録装置又は記録媒体で構成される。また、記憶手段１３は、動作指示情報など各種の制御情報及び撮像手段１１で撮影された画像データ等を保存する。特に、常に最新の動作ステップから、設備の稼動サイクル数回分（例えば３サイクル分）前の全ての動作ステップまでに相当する画像データを保存する。また、保存される画像データと関連付けて、当該画像データにおいて認識された可動部の位置情報や撮影された時間も併せて保存することが好ましい。
【００５１】
さらに、記憶手段１３は、設備に異常が発生した場合、上記の保存された画像データから抽出された、異常を発生した動作ステップの画像データを消去されないように別途保存することが好ましい。異常発生時の画像データを保存することで、設備に異常が発生した場合の解析が容易となる。
【００５２】
操作手段１４は、画像保存ステップを手動で規定するためのものであり、液晶ディスプレイなどの表示装置と、タッチパネル、マウスなどのポインティングデバイスで構成される。そして、表示装置の表示画面上に、操作部及び必要な情報を表示する。そして、操作者はその表示画面上で操作を行う。
【００５３】
図２に、操作手段１４の表示画面の概略構成図を示す。
操作手段１４は、記憶手段１３に保存されている画像データを表示する画像表示部１４１と、各動作ステップの平均所要時間などを表示する所要時間表示部１４２と、画像保存ステップとして選択する動作ステップを決定する動作ステップ選択部１４３などで構成される。
【００５４】
画像表示部１４１は、記憶手段１３に保存されている、各動作ステップの画像データを表示する。操作者は、表示する画像データを観察することで、監視制御装置１の監視対象設備の状態を把握することができる。また、表示する画像データは、周知のファイル選択方法により、記憶手段１３の中から任意に選択することができる。
【００５５】
所要時間表示部１４２は、図３に示すように、各動作ステップの所要時間（ｍｓｅｃ）を、その平均値、最新の動作、及び１回前〜３回前の動作毎に、横一列に表示し、操作者が簡単に各動作ステップの所要時間を把握できるようになっている。また、最初の動作ステップ（ステップ０１）の所要時間の表示欄に隣接して、監視対象設備の１回の動作に含まれる全動作ステップの所要時間の合計、すなわちサイクルタイムも表示して、画像保存ステップの設定によってどのようにサイクルタイムが変化するかを容易に把握可能としている。
【００５６】
動作ステップ選択部１４３は、各動作ステップに対応するチェックボックスを有する。そして、チェックボックスにチェックがされた動作ステップについて、画像保存ステップとして選択し、その動作ステップに対応する上述のフラグＦjの値を書き換えて、画像保存ステップとして設定する。そのため、監視制御装置１の操作者は、所要時間表示部１４２に表示される各動作ステップの平均所要時間を参照しつつ、動作ステップ選択部１４３の任意の動作ステップのチェックボックスを選択するだけで、容易に画像保存ステップを設定できる。例えば、図３では、動作ステップ０３及び動作ステップ１２を画像保存ステップとして設定することを示す。
【００５７】
なお、操作手段１４の表示画面の構成は、上記及び図３に示すものに限られない。動作ステップの選択に使用するチェックボックスを、他の同様の機能を有する周知のものに置き換えてもよい。また、他の情報、例えば、可動部の位置情報などを表示してもよい。また、他の機能、例えば、動作中の監視対象設備を緊急停止させる機能や、可動部の位置検出に用いる閾値の設定など各種の設定機能などを併せて有するようにしてもよい。
【００５８】
以下に、本発明に係る監視制御装置１の動作をフローチャートを用いて説明する。
図４に、監視制御装置１の画像保存ステップＭｓを決定する動作のフローチャートを示す。なお、以下の説明では、監視対象設備の１回の動作には、動作ステップ１から動作ステップｍまでの、ｍ個の動作ステップが含まれるものとする。
【００５９】
まず、監視対象設備について、画像保存ステップＭｓの決定のために、動作ステップｊの平均所要時間τjの算出に使用する動作サイクルの開始からのサイクル数をｎとし、ｎが予め定められた所定サイクル数Ｔｈｄｎ回を超えた時点で画像保存ステップＭｓの決定を行うものとする。
【００６０】
そこで、保存ステップ選択部１２５は、ある動作サイクルにおいて、全ての動作ステップ終了後、サイクル数ｎが所定サイクル数Ｔｈｄｎを超えたか判断する（ステップＳ１０１）。サイクル数ｎが所定サイクル数Ｔｈｄｎ以下の場合、ｎに１を加えた値を改めてｎとし、次のサイクルへ移行する（ステップＳ１０９）。
【００６１】
一方、サイクル数ｎが所定サイクル数Ｔｈｄｎを超えた場合、画像保存ステップの選択を開始する。そこで、まず保存ステップ選択部１２５は、各動作ステップの平均所要時間τj（ｊ＝１，２，・・・，ｍ）を算出する（ステップＳ１０２）。
【００６２】
次に、各動作ステップの平均所要時間と、所定の閾値Ｔｈｄｔを比較することにより、画像保存ステップを設定する。そのため、設備の１回の動作に含まれる、最初の動作ステップ（動作ステップ１）から最後の動作ステップ（動作ステップｍ）まで順に、動作ステップｊの平均所要時間τjが、所定の閾値Ｔｈｄｔを超えるか否か判定する（ステップＳ１０３）。そして、ある動作ステップｋの平均所要時間τkが閾値Ｔｈｄｔを超える場合、その動作ステップｋを画像保存ステップとして設定し、画像保存ステップを表すフラグＦkの値を‘１’とする（ステップＳ１０４）。そして、動作ステップｊについて上記判定を行うと、ｊに１を印加して改めてｊとし（ステップＳ１０５）、ｊと動作ステップ数ｍを比較し（ステップＳ１０６）、ｊが動作ステップ数ｍ以下であれば、引き続き、動作ステップｊについて画像保存ステップに設定するか否かの判定を行う。
【００６３】
全ての動作ステップについて上記判定を終了した場合（ｊ＞ｍの場合）、サイクル数ｎ＝０に設定し（ステップＳ１０７）、次のサイクルへ移行する（ステップＳ１０９）。
【００６４】
なお、一度画像保存ステップが設定されると、例えばＴｈｄｎの値を非常に大きな値に書き換えるなどにより、画像保存ステップの再設定を行わないようにする。また、そのようなＴｈｄｎの書き換えを行わず、定期的に画像保存ステップの再設定を行ってもよい。
【００６５】
上記のように、各動作ステップの平均所要時間から、所要時間の長い動作ステップを自動的に抽出し、抽出された動作ステップを画像保存ステップとして設定することにより、可動部の動作中に記憶手段１３に画像データを保存することが可能となり、監視対象設備の１回の動作に要するサイクルタイムを短縮することができる。
【００６６】
次に、各動作ステップにおける、監視制御装置１の動作について説明する。なお、監視制御装置１の動作は、可動部に出力される制御信号など、扱われる信号及びデータを除けば、動作ステップによって異なるところはないため、以下では、任意の動作ステップｋ（ｋ＝１，２，・・・，ｍ）についてのみ説明する。
【００６７】
図５に、動作ステップｋにおける、監視制御装置１の動作フローチャートを示す。
まず、制御手段１２の動作指示部１２１より、動作ステップｋで移動を行う可動部に対して、移動を行わせる制御信号の出力が開始され、可動部が移動を開始する（ステップＳ２０１）。また、動作ステップｋの所要時間Ｔkの算出を開始する。
【００６８】
次に、動作ステップｋが、画像保存ステップか否かを、フラグＦkの値を参照して判定する（ステップＳ２０２）。フラグＦk＝１であれば、動作ステップｋは画像保存ステップであると判定し、制御手段１２の一時記憶部１２４に記憶されている画像データを、記憶手段１３に保存する（ステップＳ２０３）。そして、記憶手段１３への保存が終了すると、一時記憶部１２４に記憶されている画像データを消去する（ステップＳ２０４）。
【００６９】
一方、制御手段１２は、撮像手段１１から、可動部を撮影した画像データを取得し、（ステップＳ２０５）、その画像データを解析して可動部の位置を検出する（ステップＳ２０６）。そして、動作ステップｋで移動する全ての可動部が、移動を終了したか否かを判定する（ステップＳ２０７）。もし、何れかの可動部が移動を終了していない場合には、ステップＳ２０５〜ステップＳ２０７を繰り返す。
【００７０】
一方、全ての可動部が移動を終了した場合には、所要時間Ｔkの算出を終了し、解析に用いた画像データを一時記憶部１２４に記憶する（ステップＳ２０８）。そして、次の動作ステップ（ｋ＋１）の実行に移行する（ステップＳ２０９）。
【００７１】
なお、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ２０３〜Ｓ２０４と、ステップＳ２０５〜Ｓ２０７を便宜上逐次的に記載したが、ステップＳ２０３及びＳ２０４の動作は、ステップＳ２０５〜Ｓ２０７の動作が行われている間に実行される。
【００７２】
なお、上述してきた実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。
【００７３】
例えば、記憶手段１３は、設備に異常が発生した場合、上記の記憶された画像データから抽出された、異常を発生した動作ステップの画像データを消去されないように別途記憶するようにしてもよい。これらのデータを記憶することで、設備に異常が発生した場合の解析が容易となる。その場合、制御部１２は、各動作ステップについて、予め定められた所定の経過時間を超えても、移動終了と判定されない場合に、異常発生を検知するような異常検知手段を別途設けてもよい。
【００７４】
また、制御手段１２は、画像保存を実行する画像保存ステップを、自動的に設定せず、操作部１４で選択した動作ステップのみを画像保存ステップとして設定するようにしてもよい。この場合、制御手段１２の保存ステップ選択部１２５は、単に各動作ステップの所要時間を算出する所要時間算出部として機能する。
【００７５】
以上のように、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の一例に係る監視制御装置の構成ブロック図である。
【図２】（ａ）は可動部に付された検出マークの画像上での形状の一例を表す図であり、（ｂ）は検出マークの検出に使用するフィルタを表す図である。
【図３】操作手段の表示画面の概略構成図である。
【図４】本発明の一例に係る監視制御装置における、画像保存ステップの設定を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の一例に係る監視制御装置における、各動作ステップの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７７】
１    監視制御装置
１１    撮像手段
１２    制御手段
１２１    動作指示部
１２２    位置検出部
１２３    移動終了判定部
１２４    一時記憶部
１２５    保存ステップ選択部
１２６    画像保存実行部
１３    記憶手段
１４    操作手段
１４１    画像表示部
１４２    所要時間表示部
１４３    動作ステップ選択部
【図１】
0004513722.tif 000002
【図２】
0004513722.tif 000003
【図３】
0004513722.tif 000004
【図４】
0004513722.tif 000005
【図５】
0004513722.tif 000006