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{Technisches Gebiet}
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Die vorliegende Erfindung betrifft Industrierobotersteuerungsvorrichtungen, die zum Steuern von Industrierobotern geeignet sind.
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{Allgemeiner Stand der Technik}
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Im Stand der Technik sind Roboter bezüglich Notstopps verdrahtet, sodass die Roboter bei einem Betriebszustand in Notsituationen gestoppt werden können. Als eine Alternative zu solch einer Verdrahtung zum Stoppen eines Roboters in einer Notsituation offenbart die Patentliteratur 1 ein Merkmal, bei dem ein Roboter in einer Notsituation gestoppt wird, wenn ein spezifischer Ton detektiert wird.
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Aus der Druckschrift
US 2003 / 0 069 669 A1 ist ferner eine Musikinformationswiedergabevorrichtung bekannt, wobei eine Musikinformationswiedergabeeinheit eine Musikinformationsdatei einliest, die in einer Speichereinheit gespeichert ist, und reproduziert sie als aufeinanderfolgendes hörbares Tonsignal, um hörbare Töne eines Lautsprechers zu erzeugen. Die Musikinformationsdatei umfasst vorbestimmte Musikinformationen, die ein Roboter durch Analysieren als hörbares Tonsignal erkennen kann und die Bewegungsmusterdaten spezifizieren, um den Roboter ein Bewegungsmuster ausführen zu lassen. Die Musikinformationsdatei umfasst ferner normale Musikinformationen zum Wiedergeben von Musik. Der Roboter ist ein Roboter in menschlicher oder tierischer Form, der jeden Teil des Roboters gemäß dem spezifizierten Bewegungsmuster bewegt.
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Aus der Druckschrift
US 2004 / 0 133 312 A1 ist eine Robotersteuereinheit zum Steuern eines Roboters bekannt. Die Robotersteuereinheit erkennt ständig den Status des Roboters und speichert ihn als Roboterstatusdaten. Ein von einem Headset per Spracheingabe eingegebener Betriebsbefehl wird von einem Sprach- / Zeichendatenkonvertierungsgerät in Zeichendaten umgewandelt und in ein Steuergerät eingegeben. Das Steuergerät durchsucht einen Befehl, der einer in Verwaltungsdaten gespeicherten Betriebsbefehlseingabe entspricht. Eine ausführende Programmgruppe wird für die Verknüpfung und Speicherung mit dem entsprechenden Operationsbefehl angegeben.
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Aus der Druckschrift JP S62- 165 209 A ist ein Roboter bekannt, der schnell gestoppt werden kann, wenn eine Spracheingabe einen bestimmten eingestellten Schalldruckpegel überschreitet. Hierbei gibt ein Bediener einen Sprachbefehl in ein Spracherkennungsgerät über ein Spracheingabegerät ein. Das Spracherkennungsgerät gibt das Erkennungsergebnis in einen Zielwertoperator ein. Der Zielwertoperator berechnet basierend auf dieser Eingabe einen Zielwert für eine gewünschte Operation des Roboters und veranlasst einen Gelenkroboterarm, die gewünschte Operation über eine Steuerung auszuführen. Die in das Spracheingabegerät eingegebene Stimme wird gleichzeitig an einen Schallpegelmesser gesendet und der Schallpegelmesser gibt ein Stoppsignal aus, wenn der Pegel der eingegebenen Stimme einen eingestellten Wert überschreitet. Das vom Schallpegelmesser ausgegebene Stoppsignal wird in den Zielwertoperator eingegeben und der Zielwertoperator berechnet den Zielwert für den Stopp des Arms. Der Arm wird schließlich über die Steuerung gestoppt.
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{Quellenangabe}
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{Patentliteratur}
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{PTL 1}
Japanische Offenlegungsschrift, Veröffentlichung Nr.
JP 2010- 162 619 A -
{Kurzdarstellung der Erfindung}
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{Technisches Problem}
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Abhängig von auf der akustischen Umgebung wie Umgebungsgeräusche in einem Werk, in dem der Roboter installiert ist, kann es jedoch nicht möglich sein, den spezifischen Ton zu detektieren, was möglicherweise verhindert, dass der Roboter stoppt, selbst wenn der Roboter gestoppt werden muss.
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Die vorliegende Erfindung erfolgte im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Situationen und eine Aufgabe davon ist, eine Industrierobotersteuerungsvorrichtung bereitzustellen, die einen Industrieroboter ohne Weiteres sofort stoppen kann und die den Industrieroboter auch zuverlässig unabhängig von Umgebungsgeräuschen stoppen kann, wenn dies gewünscht ist.
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{Lösung des Problems}
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Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung die folgenden Lösungen bereit.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Industrierobotersteuerungsvorrichtung bereit, die ein an einem Industrieroboter befestigtes Mikrofon; einen tonspezifischen Detektor, der einen spezifischen Ton von einem durch das Mikrofon erfassten Ton detektiert; und eine Steuerung, die ermöglicht, dass der Industrieroboter nur während eines Zeitraums arbeitet, in dem der spezifische Ton durch den tonspezifischen Detektor detektiert wird, sodass ein Notstopp realisiert werden kann, ohne eine Notstoppverdrahtung für den Industrieroboter vorzusehen, umfasst.
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Gemäß dieser Konfiguration wird der Ton durch das am Industrieroboter befestigte Mikrofon erfasst und der spezifische Ton von dem erfassten Ton durch den tonspezifischen Detektor detektiert. Dann erlaubt die Steuerung dem Industrieroboter nur während des Zeitraums zu arbeiten, in dem der spezifische Ton detektiert wird.
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Dementsprechend erfolgt das Steuern, um dem Industrieroboter zu erlauben oder nicht zu erlauben zu arbeiten, basierend auf dem spezifischen Ton, sodass ein Notstopp ohne Weiteres realisiert werden kann, ohne eine Notstoppverdrahtung für den Industrieroboter vorzusehen.
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Wenn der spezifische Ton aufgrund von beispielsweise Umgebungsgeräuschen nicht detektiert wird, wird dem Industrieroboter nicht erlaubt zu arbeiten. Daher kann der Industrieroboter falls gewünscht unabhängig von Umgebungsgeräuschen zuverlässig gestoppt werden.
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Bei der Industrierobotersteuerungsvorrichtung gemäß dem vorstehenden Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der tonspezifische Detektor spezifische Musik als den spezifischen Ton detektieren.
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Bei der Industrierobotersteuerungsvorrichtung gemäß dem vorstehenden Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung den Industrieroboter veranlassen, den Betrieb zu stoppen, wenn der spezifische Ton nicht detektiert wird, und den Industrieroboter veranlassen, den Betrieb fortzusetzen, wenn der spezifische Ton erneut detektiert wird.
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Bei der Industrierobotersteuerungsvorrichtung gemäß dem vorstehenden Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung den Industrieroboter veranlassen, den Betrieb zu stoppen, wenn der spezifische Ton nicht detektiert wird, und den Industrieroboter veranlassen, den Betrieb fortzusetzen, wenn der spezifische Ton erneut detektiert wird, und es wird ein Befehl zum Veranlassen des Industrieroboters, den Betrieb fortzusetzen, eingegeben.
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{Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung}
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Die vorliegende Erfindung ist dadurch vorteilhaft, dass sie ohne Weiteres ein Notstopp eines Industrieroboters realisieren kann und den Industrieroboter falls gewünscht unabhängig von Umgebungsgeräuschen auch zuverlässig stoppen kann.
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Figurenliste
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- {1} 1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch die Konfiguration einer Industrierobotersteuerungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- {2} 2 veranschaulicht Zeitdiagramme eines Industrieroboters, der durch die Industrierobotersteuerungsvorrichtung in 1 gesteuert wird, und umfasst ein Zeitdiagramm (a), das einem Fall entspricht, bei dem der Industrieroboter basierend auf einem spezifischen Ton arbeitet, und ein Zeitdiagramm (b), das einem Fall entspricht, bei dem der Industrieroboter basierend auf einem spezifischen Ton und einem Fortsetzungsbefehl arbeitet.
- {3} 3 ist ein Zustandsübergangsdiagramm des Industrieroboters, der durch die Industrierobotersteuerungsvorrichtung in 1 gesteuert wird.
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{Beschreibung von Ausführungsformen}
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Eine Industrierobotersteuerungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen nachfolgend beschrieben.
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Wie gezeigt in 1 umfasst eine Industrierobotersteuerungsvorrichtung 1 ein Mikrofon 11, einen tonspezifischen Detektor 12 und eine Steuerung 13. Der tonspezifische Detektor 12 ist mit dem Mikrofon 11 und der Steuerung 13 verbunden. Die Steuerung 13 ist mit dem tonspezifischen Detektor 12 und zudem mit einem Industrieroboter 2 verbunden.
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Die Industrierobotersteuerungsvorrichtung 1 umfasst auch einen Prozessor (nicht gezeigt), Arbeitsspeichereinheiten wie einen Read Only Memory (ROM) und einen Random Access Memory (RAM), eine Zusatzspeichereinheit wie ein Festplattenlaufwerk (HDD) und eine externe Schnittstelle zum Austauschen unterschiedlicher Arten von Daten mit einer externen Vorrichtung. Die Zusatzspeichereinheit speichert Programme zum Realisieren von verschiedenen Funktionen, die nachfolgend beschrieben werden. Der Prozessor lädt ein Programm von der Zusatzspeichereinheit in eine der Arbeitsspeichereinheiten, um das Programm auszuführen.
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Die Industrierobotersteuerungsvorrichtung 1 ist mit dem Industrieroboter 2 verbunden und steuert den Industrieroboter 2.
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Das Mikrofon 11 ist am Industrieroboter 2 angebracht und nimmt äußeren Ton auf.
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Der tonspezifische Detektor 12 empfängt ein elektrisches Signal, das von dem Ton, der durch das Mikrofon 11 erfasst wurde, umgewandelt ist. Basierend auf diesem elektrischen Signal detektiert der tonspezifische Detektor 12 einen spezifischen Ton von dem Ton, der durch das Mikrofon 11 erfasst wurde, und sendet das Detektionsresultat an die Steuerung 13. Normalerweise wird der spezifische Ton durch eine mit einem Lautsprecher ausgestattete Wiedergabevorrichtung wiedergegeben, die im Voraus in einem Werk installiert wurde. Die Wiedergabevorrichtung ist mit einer Stopptaste verbunden und ein Bediener kann diese Stopptaste drücken, um die Wiedergabe des spezifischen Tons zu stoppen.
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Der spezifische Ton wird im Voraus in der Industrierobotersteuerungsvorrichtung 1 eingestellt. Beispiele des spezifischen Tons umfassen „normalen Ton einer in der Nähe befindlichen Maschine“, „Ton eines herannahenden Flurförderfahrzeugs“, „Schallwellen außerhalb der hörbaren Reichweite“, „Ton mit einem spezifischen Muster“, „Musik“, „Sprache“ und eine Kombination aus dem vorstehenden.
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Die „Schallwellen außerhalb der hörbaren Reichweite“ sind Schallwellen von 20 Hz oder niedriger oder 20 kHz oder höher. Obwohl Ton ein ferneres Ziel erreichen kann, während sich seine Frequenz verringert, ist es erforderlich, ein gutes Gleichgewicht zwischen den beiden zu erhalten, da der Ton bei einer Person, die als ein Bediener tätig ist, Unannehmlichkeiten verursachen kann.
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Beispiele des „Tons mit einem spezifischen Muster“ umfassen einen Sinuston, einen Rechteckwellenton, einen Heulton, einen Ton, dessen Frequenz sich gemäß einem vorbestimmten Muster ändert, weißes Rauschen, rosa Rauschen (d. h., Rauschen, dessen Strom umgekehrt proportional zu seiner Frequenz ist), einen Ton, der im Hinblick auf die A-Skala erzeugt ist (d. h., Frequenzbewertungscharakteristiken im Hinblick auf den menschlichen Hörsinn) und mit geringerer Wahrscheinlichkeit von Menschen gehört wird, und einen Ton, der eine Sinuswelle mit einer spezifischen Frequenz basierend auf Amplitudenmodulation wie eine AM-Welle oder Frequenzmodulation wie eine FM-Welle führt.
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Der spezifische Ton kann unter Verwendung verschiedener bekannter Verfahren detektiert werden. Um den spezifischen Ton zu detektieren, kann Tiefenlernen und speziell ein tiefes neutrales Netzwerk verwendet werden. Des Weiteren kann eine Geräuschminderungsverarbeitung als Vorverarbeitung zum Detektieren des spezifischen Tons ausgeführt werden.
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Die Steuerung 13 empfängt das spezifische Tondetektionsresultat von dem tonspezifischen Detektor 12 und steuert den Betrieb des Industrieroboters 2 basierend auf dem Detektionsresultat. Speziell erlaubt die Steuerung 13 wie gezeigt in 2(a) dem Industrieroboter 2, nur während eines Zeitraums zu arbeiten, in dem ein spezifischer Ton durch den tonspezifischen Detektor 12 detektiert wird, d. h. während eines Zeitraums, in dem die Steuerung 13 bestimmt, dass ein spezifischer Ton in einem EIN-Zustand ist.
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Des Weiteren stoppt die Steuerung 13 den Betrieb des Industrieroboters 2 nur während eines Zeitraums, in dem ein spezifischer Ton durch den tonspezifischen Detektor 12 nicht detektiert wird, d. h. ein Zeitraum, in dem die Steuerung 13 bestimmt, dass ein spezifischer Ton in einem Aus-Zustand ist. Wenn ein spezifischer Ton durch den tonspezifischen Detektor 12 detektiert wird, d. h., wenn die Steuerung 13 bestimmt, dass ein spezifischer Ton in einem EIN-Zustand ist, erlaubt die Steuerung 13 dem Industrieroboter 2 seinen Betrieb fortzusetzen.
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Dementsprechend wird durch Einstellen des spezifischen Tons auf beispielsweise den vorstehend beschriebenen „normalen Ton einer in der Nähe befindlichen Maschine“ dem Industrieroboter 2 nur erlaubt zu arbeiten, wenn eine in der Nähe befindliche Maschine richtig arbeitet.
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Des Weiteren wird durch Einstellen des spezifischen Tons auf den vorstehend beschriebenen „Ton eines herannahenden Flurförderfahrzeugs“ wird dem Industrieroboter 2 erlaubt, einen vorbereitenden Betrieb zum Empfangen einer durch das Flurförderfahrzeug zu transportierenden Komponente auszuführen.
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Indem als der spezifische Ton eine Musikkomposition verwendet wird, von der erwartet wird, dass sie eine positive Wirkung auf den Bediener hat, wie beispielsweise eine Musikkomposition von Mozart, oder ein Ton, den der Bediener genießen kann, wie der Ton von einem Radio, können Verbesserungen in der Arbeitsumgebung oder der geistigen Gesundheit erwartet werden.
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Als Zeitpunkt zum Veranlassen, dass der Industrieroboter 2 zu arbeiten beginnt, kann die Steuerung 13 den Industrieroboter 2 veranlassen, seinen Betrieb fortzusetzen, wenn die Steuerung 13 bestimmt, dass der spezifische Ton in einem EIN-Zustand ist und ein Fortsetzungsbefehl, der als ein Auslöser dient, eingeschaltet ist, wie gezeigt in 2(b).
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Der Fortsetzungsbefehl ist ein Signal, das von einer Eingabeeinheit (nicht gezeigt) in die Steuerung 13 einzugeben ist, die in der Industrierobotersteuerungsvorrichtung 1 beinhaltet ist. Beispielsweise umfasst die Eingabeeinheit eine Eingabetaste.
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Der Betrieb des Industrieroboters 2, der durch die Industrierobotersteuerungsvorrichtung 1 gesteuert wird, wird unter Bezugnahme auf die 3(a) und 3(b) nachfolgend beschrieben.
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Wie gezeigt in 3(a), befindet sich der Industrieroboter 2 während eines Zeitraums, in dem die Steuerung 13 bestimmt, dass ein spezifischer Ton durch den tonspezifischen Detektor 12 detektiert wird, in einem Betriebszustand S1. Wenn die Steuerung 13 bestimmt, dass ein spezifischer Ton durch den tonspezifischen Detektor 12 nicht detektiert wird, ändert sich der Betriebszustand des Industrieroboters 2 von Betriebszustand S1 zu einem Stoppzustand S2. Wenn die Steuerung 13 dann bestimmt, dass ein spezifischer Ton durch den tonspezifischen Detektor 12 detektiert wird, ändert sich der Betriebszustand des Industrieroboters 2 vom Stoppzustand S2 zum Betriebszustand S1.
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Dementsprechend wird der Betriebszustand des Industrieroboters 2 immer in den Stoppzustand S2 geändert, wenn die Steuerung 13 bestimmt, dass ein spezifischer Ton nicht detektiert wird. Wenn die Wiedergabe des spezifischen Tons durch die Wiedergabevorrichtung gestoppt wird, dann stoppt daher der Industrieroboter 2 den Betrieb.
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Bei der Industrierobotersteuerungsvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform ist es nicht erforderlich, eine Verdrahtung zum Stoppen des Industrieroboters 2 in Notsituationen vorzusehen, was dadurch die Installation des Industrieroboters 2 erleichtert. Des Weiteren können die mehreren Industrieroboter 2 gleichzeitig gestoppt werden, wenn es mehrere Industrieroboter 2 in der Nähe eines Lautsprechers gibt.
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Wenn die akustische Umgebung aufgrund der Wirkung von beispielsweise Umgebungsgeräuschen dürftig ist und es nicht möglich ist, einen spezifischen Ton zu detektieren, selbst wenn der spezifische Ton durch die Wiedergabevorrichtung wiedergeben wird, ändert sich des Weiteren der Betriebszustand des Industrieroboters 2 in den Stoppzustand S2. Dies kann eine Fehlfunktion verhindern, bei welcher der Industrieroboter 2 fortfährt, zu arbeiten.
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Wenn der Betriebszustand des Industrieroboters 2 vom Stoppzustand S2 zum Betriebszustand S1 geändert werden soll, kann wie gezeigt in 3(b) ein Betriebsstandbyzustand S3 zwischen dem Stoppzustand S2 und dem Betriebszustand S1 vorgesehen werden.
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Wenn sich der Industrieroboter 2 im Stoppzustand S2 befindet und die Steuerung 13 bestimmt, dass ein spezifischer Ton durch den tonspezifischen Detektor 12 detektiert wird, ändert sich in diesem Fall der Betriebszustand des Industrieroboters 2 vom Stoppzustand S2 zum Betriebsstandbyzustand S3. Wenn während des Betriebsstandbyzustandes S3 ein Fortsetzungsbefehl in die Steuerung 13 eingegeben wird, dann ändert sich der Betriebszustand des Industrieroboters 2 zum Betriebszustand S1. Dementsprechend kann eine Fehlfunktion des Industrieroboters 2 verhindert werden.
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Obwohl die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorstehend im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben wurde, ist die spezifische Konfiguration nicht auf diejenige in der Ausführungsform begrenzt und Konstruktionsänderungen sind eingeschlossen, solange sie nicht vom Umfang der Erfindung abweichen.
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Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden die vorstehend beschriebenen Funktionen des tonspezifischen Detektors 12 und der Steuerung 13, die in der Industrierobotersteuerungsvorrichtung 1 beinhaltet sind, implementiert, indem der Prozessor veranlasst wird, das Programm auszuführen. Alternativ können die Funktionen in der Form von Hardware wie einer Schaltung auf einem Siliziumchip implementiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Industrierobotersteuerungsvorrichtung
- 2
- Industrieroboter
- 11
- Mikrofon
- 12
- tonspezifischer Detektor
- 13
- Steuerung
