DE19715101C2

DE19715101C2 - Method for controlling a graphic machine

Info

Publication number: DE19715101C2
Application number: DE19715101A
Authority: DE
Inventors: Gerald Loh
Original assignee: SAECHSISCHES INST fur DIE DRU
Current assignee: SAECHSISCHES INST fur DIE DRU
Priority date: 1997-04-11
Filing date: 1997-04-11
Publication date: 2003-04-10
Anticipated expiration: 2017-04-12
Also published as: DE19715101A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Maschinenfunktionen einer graphischen Maschine.The present invention relates to a method for controlling the machine functions of a graphic machine.

Die Befehlseingabe als Teil des Mensch-Maschine Dialogs an grafischen Maschinen, insbesondere Druckmaschinen, wird im allgemeinen mit Schalterelementen, Tastaturen, berührungssensitiven Bildschirmen (Touch-Screens) oder Lichtgriffeln an einem zentralen Bedienpult vorgenommen. Bei größeren Maschinenkonfigurationen sind zusätzlich zu dem zentralen Bedienpult jeweils an den einzelnen Druckwerken sowie in der Nähe der Auslage und im Anlegerbereich zumeist elektro mechanisch arbeitende Bedienelemente auf gesonderten Bedientableaus angeordnet. Begründet durch die Baugrößen von Druckmaschinen, insbesondere Rollendruckmaschinen mit einer Vielzahl von Druckwerken, ist die Anordnung mehrerer Bedientableaus mit mehreren Schalterelementen zur Steuerung derselben Maschinenfunktionen an unterschiedlichen Positionen aus arbeitsökonomischen und vor allem sicherheitstechnischen Gründen eine Notwendigkeit. Durch die Bestrebungen der Druckmaschinenhersteller, immer kompaktere und somit Platz sparendere Bauformen bei Druckmaschinen zu realisieren, ergeben sich verbunden mit dem Erfordernis, auch arbeitsergonomische Gesichtspunkte zu berücksichtigen, für die Anordnung der Bedienelemente Sachzwänge.The command input as part of the man-machine dialogue on graphical machines, in particular Printing machines, in general, with switch elements, keyboards, touch-sensitive Screens (touch screens) or light pen made on a central control panel. at larger machine configurations are in addition to the central control panel respectively to the individual printing units and in the vicinity of the display and in the investor area mostly electro mechanically operating controls arranged on separate control panels. Reasoned by the sizes of printing machines, especially web presses with a variety of Druckwerken, is the arrangement of several control panels with multiple switch elements for Control of the same machine functions at different positions from the labor economics and above all safety reasons a necessity. Through the aspirations of Printing press manufacturers, increasingly compact and thus space-saving designs Realizing printing presses are associated with the requirement, too Consider ergonomic considerations for the arrangement of the controls Constraints.

Es ist aus der DE 195 33 541 C1 bekannt ein Gerät durch Sprachkommandos zu steuern, wozu ein Verbundsprachworterkenner und ein sprecherabhängiger Zusatzspracherkenner vorgesehen sind, die die Sprachkommandos durch Vergleich mit gespeicherten sprecherunabhängigen und sprecherabhängigen Struktur- und Sprachinformationen untersuchen und die Sprachkommandos hinsichtlich der Erkennungswahrscheinlichkeit klassifizieren. Nach Durchführung einer Plausibilitätsprüfung wird von den als plausibel erkannten Sprachkommandos dasjenige mit der höchsten Erkennungswahrscheinlichkeit ausgewählt und als das vom jeweiligen Sprecher eingegebene Kommando identifiziert und die dem Sprachkommando zugeordnete Funktion des zu steuernden Gerätes initiiert. It is known from DE 195 33 541 C1 to control a device by voice commands, including a Composite language connoisseurs and a speaker-dependent additional language recognizers are provided, the the voice commands by comparison with stored speaker independent and speaker-dependent structure and language information and the voice commands classify with regard to the recognition probability. After carrying out a Plausibility check is the one recognized by the plausible speech commands with the highest probability of recognition selected and than that of the respective speaker entered command identified and the voice command associated with the function of controlling device initiated.

Aus der DE 36 14 744 C1 ist weiter bekannt Steuerbefehle zum Steuern einer Druckmaschine, einer elektrischen Maschinensteuerung drahtlos über Sender, Empfänger und Decoder zuzuführen. Zur Umsetzung von verbalen Befehlsworten ist ein Sprachanalysesystem vorgesehen. Die Steuerinformation kann zur Erhöhung der Systemsicherheit mehrfach gesendet und bei Übereinstimmung der Informationen aus verschiedenen Übertragungszyklen für gültig erklärt und der Steuerbefehl zur Umsetzung der Maschinensteuerung zugeleitet werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Steuerinformation von einem externen Sender/Empfänger drahtlos zu einem mit den Komponenten der Druckmaschine verbundenen Sender/Empfänger und wieder zurück zu dem externen Sender/Empfänger zu übertragen, der bei Übereinstimmung der Steuerinformation ein Quittiersignal ausgibt und dadurch eine Umsetzung des Steuerbefehls auslöst.From DE 36 14 744 C1 is further known control commands for controlling a printing press, a to supply electrical machine control wirelessly via transmitter, receiver and decoder. to Implementation of verbal command words is a voice analysis system provided. The Control information can be sent multiple times to increase system security and at Match the information from different transmission cycles and validated Control command to implement the machine control to be forwarded. Another possibility consists of wirelessly transferring the control information from an external transceiver to one with the Components of the printing machine connected transmitter / receiver and back to the external transmitter / receiver to transmit, if the control information in accordance Issues acknowledge signal and thereby triggers a conversion of the control command.

Der Nachteil dieser Verfahren besteht darin, dass sie den Sicherheitserfordernissen für die Steuerung graphischer Maschinen nicht im vollen Umfang genügen. Gefährdungspotentiale ergeben sich für die Bedienperson insbesondere daraus, dass Steuerbefehle auch dann gegeben und umgesetzt werden können, wenn sich die Bedienperson in einer Gefahrenzone befindet.The disadvantage of these methods is that they meet the safety requirements for the controller graphic machines are not enough. Potential hazards arise for the Operator in particular from the fact that control commands are given and implemented even then when the operator is in a danger zone.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Steuerung einer graphischen Maschine mit Hilfe von Sprachebefehlen zu schaffen, das eine zuverlässigere Umsetzung insbesondere sicherheitsrelevanter Sprachbefehle ermöglicht und Gefährdungen für die Bedienperson vermindert.The object of the present invention is a method for controlling a graphic Machine with the help of voice commands to create a more reliable implementation especially security-related voice commands allows and threats to the operator reduced.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den Ansprüchen aufgeführt.According to the invention this object is achieved by the characterizing part of the main claim. Further advantageous embodiments are listed in the claims.

Dadurch wird erreicht, dass der Bediener seine Position innerhalb eines mit der Senderreichweite festlegbaren Radius frei wählen und beliebige, zum jeweiligen Zeitpunkt technologisch mögliche, Steuerbefehle geben kann, die von der Maschine bestätigt und ausgeführt werden. Begründet durch die hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten beim Einsatz insbesondere von Rollendruckmaschinen sind schon minimale Verkürzungen der Reaktionszeiten bei der Bedienung der Maschine von großem wirtschaftlichem Interesse. Die Zeit, die verstreicht, bis der Bediener den für den Produktionsablauf notwendigen nächsten Befehl, insbesondere im Störfall, durch Betätigen eines fest an der Maschine lokalisierten Schalterelements geben kann, wird mit Hilfe der Bedienung der graphischen Maschine mittels Spracherkennungs- und Sprachsteuerungssystem maßgeblich reduziert. This ensures that the operator's position is within one with the transmitter range fixable radius and any, at the time technologically possible, Give control commands that are confirmed and executed by the machine. Reasoned by the high processing speeds when using in particular web presses even minimal reductions in reaction times when operating the machine are of great importance economic interest. The time that elapses until the operator is responsible for the production process necessary next command, especially in case of malfunction, by pressing a fixed to the machine Localized switch element is provided by means of the operation of the graphic machine Significantly reduced by means of voice recognition and voice control system.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der Tatsache, daß der Bediener die Möglichkeit hat, die Produktionsparameter mittels Sprache zu beeinflussen, während er mit den Händen andere Tätigkeiten ausführt. Ein Beispiel hierfür ist das manuelle Messen zonaler Farbdichten des Druckprodukts, wobei zur Optimierung des Farbauftrages die Maschineneinstellungen durch Sprachbefehle korrigiert werden, ohne daß der Bediener das Druckprodukt oder das Meßgerät aus den Händen legen muß, um für die einzelnen Zonen die Schieberstellung oder den Messerspalt zu verändern. Die Möglichkeit des zeitlich parallelen Ausführens von Beobachtungs-, Kontroll- und Steilvorgängen spart Zeit und Makulatur. Besonders vorteilhafte Wirkungen sind beim Einsatz des Erfindungsgegenstandes für die Gewährleistung von Sicherheitsanforderungen sowohl zum Schutz des Bedieners als auch zur Absicherung der Maschine gegen unbefugte Benutzung zu verzeichnen. Zusätzlich zu den gemäß dem Stand der Technik angeordneten Schalterelementen für die Notausfunktion kann die Maschine per Sprachbefehl von jedem beliebigen Standort im Bereich der Senderreichweite gestoppt werden, was eine erhöhte Arbeitssicherheit des Bedieners zur Folge hat. Neben dieser sicherheitsrelevanten Wirkung kann die unbefugte Benutzung der Maschine durch den Erfindungsgegenstand verhindert werden, indem das Spracherkennungs- und Sprachsteuerungssystem anhand des individuellen Sprachmusters die Bedienperson erkennt und die Bedienung durch unterschiedlich zugelassene und eingewiesene Personen ermöglicht und diesen Personen unterschiedliche Bedienhierarchien und Befehlsstrukturen oder Bedienzeiträume zuordnet. Die neue Bedienphilosophie, die die Sprache, welche das wichtigste Kommunikationsmittel des Menschen darstellt, zur Steuerung von grafischen Maschinen einsetzt, entlastet den Menschen als Bedienperson, da sie seinen natürlichen Gewohnheiten besser Rechnung trägt als konventionelle Bedienelemente.Another advantage arises from the fact that the operator has the opportunity to To influence production parameters by means of language, while using his hands other activities performs. An example of this is the manual measurement of zonal color densities of the printed product, wherein to optimize the color order the machine settings are corrected by voice commands, without the operator having to put the printed product or the meter out of his hands in order for the individual zones to change the slide position or the knife gap. The possibility of temporal parallel execution of observation, control and steep processes saves time and waste. Particularly advantageous effects are in the use of the subject invention for the Ensuring safety requirements both for the protection of the operator and for Securing the machine against unauthorized use. In addition to the according to the State of the art arranged switch elements for the emergency stop function, the machine by voice command from any location in the range of the transmitter range be stopped, which has an increased occupational safety of the operator. Beside this safety-relevant effect can the unauthorized use of the machine by the Subject of the invention can be prevented by the voice recognition and voice control system recognizes the operator based on the individual language pattern and the operation by differently admitted and instructed persons allows and these persons different Assigns operating hierarchies and command structures or operating periods. The new operating philosophy, which controls the language, which is the most important means of human communication of graphical machines, relieves the human being as an operator, since it takes its natural Habits better than conventional controls.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend erläutert.An embodiment of the subject invention will be explained below.

In der Zeichnung zeigt die dort dargestellte einzige Figur das Schema des Spracherkennungs- und Sprachsteuerungssystems.In the drawing, the single figure shown there shows the scheme of Speech Recognition and Voice control system.

Die in der Figur dargestellte und mit dem Sende- und Empfangsmodul 2 verbundene akustische Kommunikationshardware 1 hat die Aufgabe, die Schallwellen der Sprache des Bedieners mittels Mikrofon bei Unterdrückung des Störschalls aufzunehmen und in ein vorzugsweise analoges, elektrisches Signal umzuwandeln. Zusätzlich werden mit einem Impulsgeber Impulse von definierter zeitlicher Länge in Abhängigkeit von Schaltzuständen eines oder mehrerer an der Hör-Sprech-Garnitur angebrachten Schalter erzeugt und dem Sprachsignal überlagert. Die vom Impulsgeber erzeugten randscharfen Signale dienen z. B. zur Aktivierung oder Deaktivierung des Sprachsteuersystems oder zur Realisierung der Notaus- oder anderer Funktionen. Abhängig von der Schalterstellung ist entweder die Sprachsteuerung, die Sprachsteuerung und die konventionelle Maschinensteuerung oder nur die konventionelle Maschinensteuerung aktiv. The illustrated in the figure and connected to the transmitting and receiving module 2 acoustic communication hardware 1 has the task to record the sound waves of the language of the operator by means of microphone in suppressing the noise and convert it into a preferably analog, electrical signal. In addition, pulses of defined time length are generated with a pulse generator as a function of switching states of one or more switches attached to the headset and superimposed on the speech signal. The randscharfen signals generated by the pulse generator serve z. B. to activate or deactivate the voice control system or to implement the emergency or other functions. Depending on the switch position, either the voice control, the voice control and the conventional machine control or only the conventional machine control is active.

Der Mikrophonbügel der Hör-Sprech-Garnitur ist vorzugsweise drehbar gelagert und so ausgebildet, daß durch das Wegschwenken desselben ein Schalter betätigt wird. Damit wird erreicht, daß der Bediener durch das Bewegen des Mikrophons z. B. die Sprachsteuerung wahlweise aktivieren oder deaktivieren kann. Das elektrische Sprachsignal und die überlagerten zeitlichen Impulse werden daraufhin moduliert und mit Hilfe von Sende- und Empfangsmodul 2 drahtlos übertragen. Als Trägerfrequenzen sind Frequenzen im VHF- oder UHF-Band besonders geeignet. Nach der Demodulation des zeitlichen Signals wird in der Audio-Verknüpfung, Verteilung, Aufbereitung 3 das Sprachsignal mit den überlagerten zeitlichen Impulsen parallel an die Sprachinterpreter IPC 4, die Sprachinterpreter Hardware 5 und den Sprachinterpreter Verifikator 6 zur weiteren Verarbeitung weitergeleitet. Mehrere parallel angeordnete Sprachinterpreter IPC 4 interpretieren in kommerziell bekannter Weise durch Vergleich mit gespeicherten Sprachsignalmustern (Frequenzanalyse) einzelner Befehle oder Befehlsfolgen das neue Sprachsignal und leiten die Ergebnisse an den Logik IPC 7. Der Sprachinterpreter Verifikator 6 vergleicht ebenfalls gespeicherte Sprachsignalmuster mit dem neuen Sprachsignal, wobei hier die Bedienperson als solche erkannt und verifiziert wird. Auch die Ergebnisse dieses Vergleichs werden anschließend im Logik IPC 7 weiterverarbeitet. Die Aufgabe des Logik IPC 7 besteht darin, unter der Verwendung von gespeichertem Fachwissen die eingehenden Informationen vom Sprachinterpreter Verifikator 6 mit denen der Sprachinterpreter IPC 4, sowie mit denen der Sprachinterpreter Hardware 5 untereinander sinnvoll zu verknüpfen. Im Logik PC sind sowohl die den einzelnen Bedienpersonen zugeordneten Befehlsumfänge, wie auch die durchzuführenden Verknüpfungsarten bei verschiedenen Befehlen und Befehlebenen gespeichert. Ein sicherheitsrelevanter Befehl wie z. B. der Notaus-Befehl wird realisiert, wenn ein einziger Sprachinterpreter IPC 4 oder die Sprachinterpreter Hardware 5 als Ergebnis der Spracherkennung diesen an den Logik IPC 7 weitergibt. In jedem Fall wird das Ergebnis der Spracherkennung dem Bediener angezeigt. Dies erfolgt durch die optische Anzeige 15 (Bildschirm, Zustandsampel), mittels herkömmlicher elektro-mechanischer Anzeigeelemente an den Bedientableaus der grafischen Maschine 13 sowie die Sprachausgabe 8 durch Worte und/oder Wortfolgen. Über die Sprachausgabe erhält der Bediener drahtlos Bereitschafts-, Steuerungszustands-, Betriebszustands- und Fehlermeldungen, wird über Fortschritte bei Parameterveränderungen, Steilvorgängen oder Befehlsausführung informiert und kann Leistungs- und Servicedaten der grafischen Maschine 13 abrufen und im Dialog Einfluß nehmen. Zur zusätzlichen Absicherung der grafischen Maschine 13 gegen Schäden dient die Sicherheitsüberwachung 9, die dem Maschinensteuerungs IPC oder SPS 14 vorgelagert ist. Ein Mikrocontroler prüft die Steuerbefehle, die vom Spracherkennungssystem kommen auf Fehler, die sich als Ergebnis von Hard- oder Softwaredefekten des Spracherkennungssystems eingestellt haben könnten und zu einer Nicht- oder Fehlfunktion oder zur Beschädigung der grafischen Maschine 13 führen würden. The microphone bracket of the headset is preferably rotatably mounted and designed so that a switch is actuated by the pivoting away thereof. This ensures that the operator by moving the microphone z. B. can selectively enable or disable the voice control. The electrical speech signal and the superimposed temporal pulses are then modulated and wirelessly transmitted by means of transmitting and receiving module 2 . Frequencies in the VHF or UHF band are particularly suitable as carrier frequencies. After the demodulation of the temporal signal, the speech signal with the superposed temporal pulses is forwarded in parallel to the speech interpreter IPC 4 , the speech interpreter hardware 5 and the speech interpreter verifier 6 in the audio link, distribution, processing 3 for further processing. Several parallel voice interpreters IPC 4 interpret in a commercially known manner by comparison with stored speech signal patterns (frequency analysis) of individual commands or command sequences, the new speech signal and pass the results to the logic IPC 7th The speech interpreter Verifier 6 also compares stored speech signal pattern with the new speech signal, in which case the operator is recognized and verified as such. The results of this comparison are then further processed in the IPC 7 logic. The task of the logic IPC 7 is to connect the incoming information from the voice interpreter verifier 6 with those of the voice interpreter IPC 4 , as well as those of the voice interpreter hardware 5 with each other, using stored specialist knowledge. The logic PC stores both the instruction scopes assigned to the individual operators and the types of linkage to be performed for different commands and command levels. A security-related command such. B. the emergency stop command is realized when a single voice interpreter IPC 4 or the voice interpreter hardware 5 as the result of speech recognition this passes on the logic IPC 7 . In any case, the result of the speech recognition is displayed to the operator. This is done by the optical display 15 (screen, status lights), by means of conventional electro-mechanical display elements on the control panels of the graphic machine 13 and the speech output 8 by words and / or word sequences. The voice output provides the operator with wireless readiness, control status, operating status and error messages, information about progress in parameter changes, upsets, or command execution, and can retrieve performance and service data from the graphical engine 13 and interact with it. For additional protection of the graphic machine 13 against damage is the safety monitoring 9 , which is upstream of the machine control IPC or SPS 14 . A microcontroller examines the control commands coming from the speech recognition system for errors that may have occurred as a result of hardware or software defects of the speech recognition system that would result in a malfunction or corruption of the graphical engine 13 .

Ist das Ergebnis der Fehlerprüfung durch die Sicherheitsüberwachung 9 negativ, werden die Steuerbefehle an den Maschinensteuerungs IPC oder SPS 14 weitergegeben, gehen von dort aus über ein Feldbussystem 10 und über erforderliche Anpassungshardware für Steuerung 11 der Maschinensteuerung 12 zu und werden von der grafischen Maschine 13 ausgeführt. In entgegengesetzter Richtung werden die Daten über Maschinenzustand und -parameter zu dem Maschinensteuerungs IPC oder SPS 14 bewegt und gelangen danach direkt in den Logik IPC 7, der über die optische Anzeige 15 (Bildschirm, Zustandsampel), über die herkömmlichen elektro-mechanischen Anzeigeelemente an den Bedientablaus der grafischen Maschine 13 und die Sprachausgabe 8 eine Rückkopplung zum Bediener herstellt. If the result of the error checking by the safety monitoring system 9 is negative, the control commands are forwarded to the machine control IPC or SPS 14 , from there via a fieldbus system 10 and via necessary adjustment hardware for control 11 to the machine control 12 and are executed by the graphical machine 13 , In the opposite direction, the machine status and parameter data is moved to the machine control IPC or SPS 14 and then passes directly to the logic IPC 7 , which via the optical display 15 (screen, status lights), via the conventional electro-mechanical display elements to the Control panel of the graphics engine 13 and the speech output 8 makes a feedback to the operator.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

akustische Kommunikationshardware
acoustic communication hardware

22

Sende- und Empfangsmodul
Transmitter and receiver module

33

Audio-Verknüpfung, Verteilung, Aufbereitung
Audio linking, distribution, editing

44

Sprachinterpreter IPC
Voice interpreter IPC

55

Sprachinterpreter Hardware
Speech interpreter hardware

66

Verifikator
Verifier

77

Logik IPC
Logic IPC

88th

Sprachausgabe
speech

99

Sicherheitsüberwachung
safeguards

1010

Feldbussystem
fieldbus system

1111

Anpassungshardware für Steuerung
Adaptation hardware for control

1212

Maschinensteuerung
machine control

1313

grafische Maschine
graphic machine

1414

Maschinensteuerungs IPC oder SPS
Machine control IPC or PLC

1515

optische Anzeige
optical display

Claims

1. A method for controlling the machine function of a graphic machine, with the Control the voice command of the operator is included, this in electrical command signal is converted, by means of a pulse generator, a control signal generated, the command signal is transmitted wirelessly together with the control signal, the Presence of the control signal generated by the encoder on the Receiver side of the wireless link is monitored, the position of the Operator is determined, depending on the position of the operator assignable command volume is assigned and in the presence of the pulse generator generated control signal and belonging to the command signal corresponding Command for executable from the location of the operator instruction, the command signal is converted into a control command and is implemented by actuators.

2. A method for controlling the machine function of a graphic machine, after Claim 1, wherein the voice command of the operator suppressed noise is recorded.

3. A method for controlling the machine function of a graphic machine, after Claim 1, wherein the transmission of command signal and control signal is monitored and in the absence of the carrier frequency, an error signal is generated and displayed.

4. Method for controlling the machine function of a graphic machine, after Claim 1, wherein displaying the machine parameters and the command confirmation be performed by acoustic feedback of words and / or word sequences.

5. A method for controlling the machine function of a graphic machine, after Claim 1, wherein by comparison with predetermined the language of the operator characterizing electrical command signals, the operator recognized and theirs Command scope is assigned.

6. A method for controlling the machine function of a graphic machine, after Claim 1, wherein the implementation of safety-related commands instead of Speech commands of the operator or superimposed on the speech command Operator transmit a generated signal from a pulse generator and the signal evaluated and converted into control commands.

7. A method for controlling the machine function of a graphic machine, after Claim 1, wherein in the implementation of safety-related commands more Transmission channels for the transmission of the control and feedback signals set up become.

8. A method for controlling the machine function of a graphic machine, after Claim 1, wherein the evaluation of the speech command on several Personal computers made in parallel and a logical link of the Output signals of the personal computer as a function of the command character by a Subsequent logic unit is made.

9. A method for controlling the machine function of a graphic machine, after Claim 1, wherein the evaluation of the speech command of the operator by means of Personal computer by comparison with default values, by expert knowledge stored expert system is performed, is performed.

10. A method for controlling the machine function of a graphic machine, after Claim 1, wherein the control state of the machine visually and / or acoustically displayed becomes.