JP6457478B2

JP6457478B2 - 産業用ロボット制御装置

Info

Publication number: JP6457478B2
Application number: JP2016253949A
Authority: JP
Inventors: 浩次西; 俊一尾▲崎▼
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-12-27
Filing date: 2016-12-27
Publication date: 2019-01-23
Anticipated expiration: 2036-12-27
Also published as: US20180178392A1; DE102017130693A1; US10456921B2; JP2018103326A; DE102017130693B4; CN108237547A

Description

本発明は、産業用ロボットを制御するのに好適な産業用ロボット制御装置に関する。

従来、非常時等において稼働中のロボットを停止させるために、ロボットには非常停止用の配線がされている。また、特許文献１には、このような非常停止用の配線をする代わりとして、特定の音声を検出した場合に、ロボットを非常停止させる技術が開示されている。

特開２０１０−１６２６１９号公報

しかしながら、ロボットが設置される工場内における周囲のノイズ等の音環境によっては、特定の音声を検出することができず、ロボットを停止させる必要がある場合であってもロボットが停止しないおそれがある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、産業用ロボットの一斉停止を容易に実現することができるとともに、周囲のノイズによらず、停止させたい場合に産業用ロボットを確実に停止させることのできる産業用ロボット制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、産業用ロボットに取り付けられるマイクロホンと、該マイクロホンによって収音された音から特定音を検出する特定音検出部と、該特定音検出部において前記特定音が検出されている間のみ、前記産業用ロボットの動作を許可する制御部と、を備える産業用ロボット制御装置である。

この構成によれば、産業用ロボットに取り付けられたマイクロホンによって音が収音され、特定音検出部によって、収音された音から特定音が検出される。そして、制御部によって特定音が検出されている間のみ、産業用ロボットの動作が許可される。
このように、特定音に基づいて産業用ロボットの動作を許可するか否かが制御されるため、非常停止用の配線を産業用ロボットに対して施さずに、非常停止を容易に実現することができる。
また、周囲のノイズ等により特定音が検出されない場合には、産業用ロボットの動作が許可されることがないので、周囲のノイズによらず、停止させたい場合に産業用ロボットを確実に停止させることができる。

上記本発明の一態様に係る産業用ロボット制御装置において、前記特定音検出部が、前記特定音として、特定の音楽を検出するように構成されていてもよい。

上記本発明の一態様に係る産業用ロボット制御装置において、前記制御部が、前記特定音が検出されない場合に、前記産業用ロボットの動作を停止させ、前記特定音が再度検出された場合に、前記産業用ロボットの動作を再開させる構成であってもよい。

上記本発明の一態様に係る産業用ロボット制御装置において、前記制御部が、前記特定音が検出されない場合に、前記産業用ロボットの動作を停止させ、前記特定音が再度検出されるとともに前記産業用ロボットに再稼働をさせる指令が入力された場合に、前記産業用ロボットの動作を再開させる構成であってもよい。

本発明によれば、産業用ロボットの非常停止を容易に実現することができるとともに、周囲のノイズによらず、停止させたい場合に産業用ロボットを確実に停止させることができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る産業用ロボット制御装置の概略構成を示すブロック図である。図１の産業用ロボット制御装置で制御される産業用ロボットのタイミングチャートを示す図であり、(ａ）が、特定音に基づいて産業用ロボットが稼働される場合のタイミングチャート、（ｂ）が特定音及び再稼働指令に基づいて産業用ロボットが稼働される場合のタイミングチャートを示す図である。図１の産業用ロボット制御装置で制御される産業用ロボットの状態遷移図である。

以下に、本発明の一実施形態に係る産業用ロボット制御装置について図面を参照して説明する。
図１に示されるように、産業用ロボット制御装置１は、マイクロホン１１と、特定音検出部１２と、制御部１３と、を備えている。特定音検出部１２は、マイクロホン１１と制御部１３とに接続されている。制御部１３は、特定音検出部１２と、産業用ロボット２とに接続されている。

また、産業用ロボット制御装置１は、不図示のプロセッサと、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の主記憶装置と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の補助記憶装置と、外部機器との間で種々のデータのやりとりを行う外部インタフェースと、を備えている。補助記憶装置には、以下で説明する各機能を実現するプログラムが格納されており、プロセッサが補助記憶装置からプログラムを主記憶装置に読み出すことにより、プログラムが実行される。

産業用ロボット制御装置１は、産業用ロボット２に接続されて、産業用ロボット２を制御するように構成されている。
マイクロホン１１は、産業用ロボット２に取り付けられて外部の音を収音するように構成されている。

特定音検出部１２は、マイクロホン１１により収音された音が変換された電気信号を受け取り、この電気信号に基づいて、マイクロホン１１により収音された音から特定音を検出し、検出結果を制御部１３に送信するように構成されている。特定音は、工場内に予め設置されたスピーカを備える再生装置によって、平常時に再生されるようになっている。再生装置には停止ボタンが接続されており、停止ボタンをオペレータが押すことによって、特定音の再生が停止される。

特定音は、予め、産業用ロボット制御装置１内において決定されている。特定音の例としては、「正常時の周りの機械の音」、「フォークリフトが近づいてくる音」、「可聴域外の音波」、「特定パターンの音」、「音楽」、「音声」、これらの組合せ等が挙げられる。

ここで、「可聴域外の音波」とは、２０Ｈｚ以下又は２０ｋＨｚ以上の音波である。なお。周波数が低い程、音を遠くまで届かせることができるが、作業者である人間に不快感をもたらす影響もあるため、これらのバランスをとる必要がある。

また、「特定パターンの音」としては、例えば、正弦波音、方形波音、スイープ音、予め決めた決まりによって周波数が変化していく音、ホワイトノイズ、ピンクノイズ（パワーが周波数に反比例する雑音）、Ａ特性（人間の聴覚を考慮した周波数重み付け特性）を考慮して作成した人に聞こえにくい音、ＡＭ波のような振幅変調方式やＦＭ波のような周波数変調方式で特定周波数の正弦波を送る音等が挙げられる。

特定音の検出には、種々の公知の方法を用いることができる。特定音を検出するために、深層学習、特に、ディープニューラルネットワークが用いられてもよい。また、特定音を検出するための前処理として、ノイズ低減処理が施されてもよい。

制御部１３は、特定音検出部１２における特定音の検出結果を受信し、検出結果に基づいて産業用ロボット２の動作を制御するように構成されている。具体的には、図２（ａ）に示されるように、制御部１３は、特定音検出部１２において特定音が検出されている間、すなわち、制御部１３において特定音がオンの状態であると判断されている間のみ、産業用ロボット２の動作を許可するように構成されている。

また、制御部１３は、特定音検出部１２において特定音が検出されない間、すなわち、制御部１３において特定音がオフの状態であると判断されている間のみ、産業用ロボット２の動作を停止するように構成される。また、制御部１３は、特定音検出部１２において特定音が検出されると、すなわち、制御部１３において特定音がオンの状態であると判断されると、産業用ロボット２の動作を再開させるように構成されている。

従って、特定音を、例えば、上述の「正常時の周りの機械の音」にすることにより、周りの機械が正常に動作しているときのみ、産業用ロボット２を動作させることができる。
また、特定音を、上述の「フォークリフトが近づいてくる音」にすることにより、フォークリフトによって搬送される部品を受け入れるための準備動作を産業用ロボット２に行わせることができる。

また、特定音として、モーツァルトの曲のように作業者によい影響をもたらすことが期待できる曲や、ラジオ等、作業者が楽しめる音声を用いることにより、作業環境の改善や精神衛生の改善に関する効果も期待できる。

産業用ロボット２を稼働させるタイミングとして、図２（ｂ）に示されるように、特定音がオンの状態にあると判断され、かつ、トリガーとしての再稼働指令がオンになった場合に、産業用ロボット２の動作を再開させるように制御部１３が構成されてもよい。
なお、再稼働指令は、産業用ロボット制御装置１が備える入力部（不図示）から制御部１３に入力される信号である。例えば、入力部は、入力ボタンにより構成される。

以下、産業用ロボット制御装置１で制御される産業用ロボット２の動作について、図３（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。
図３（ａ）に示されるように、産業用ロボット２の動作状態は、制御部１３が特定音検出部１２において特定音が検出されていると判断している間は、稼働状態Ｓ１にある。ここで、制御部１３が特定音検出部１２において特定音が検出されていないと判断すると、産業用ロボット２の動作状態は、稼働状態Ｓ１から停止状態Ｓ２へと遷移する。そして、制御部１３が特定音検出部１２において特定音が検出されていると判断すると、産業用ロボット２の動作状態は、停止状態Ｓ２から稼働状態Ｓ１へと遷移する。

このように、制御部１３において、特定音が検出されていないと判断した場合は、産業用ロボット２の動作状態は、必ず、停止状態Ｓ２へと遷移させられる。従って、再生装置による特定音の再生が停止されると、産業用ロボット２は動作を停止する。

本実施形態に係る産業用ロボット制御装置１によれば、産業用ロボット２に対して非常停止のための配線を予め施す必要がなくなり産業用ロボット２の設置を容易にすることができる。また、スピーカ近傍に複数の産業用ロボット２がある場合には、複数の産業用ロボット２を一斉に停止することができる。

さらに、周囲のノイズ等の影響により音環境が悪く、再生装置によって特定音が再生されているにもかかわらず特定音を検出することができない場合には、産業用ロボット２の動作状態は停止状態Ｓ２へと遷移される。従って、産業用ロボット２が動き続けるという誤動作を防止することができる。

産業用ロボット２の動作状態を停止状態Ｓ２から稼働状態Ｓ１へと遷移させる場合に、図３（ｂ）に示されるように、停止状態Ｓ２と稼働状態Ｓ１との間に、稼働待ち状態Ｓ３が設けられてもよい。

この場合、産業用ロボット２の動作状態が停止状態Ｓ２にあり、制御部１３が特定音検出部１２において特定音が検出されたと判断すると、産業用ロボット２の動作状態は、停止状態Ｓ２から稼働待ち状態Ｓ３へと遷移する。そして、稼働待ち状態Ｓ３において、再稼働指令が制御部１３に入力されると、産業用ロボット２の動作状態が稼働状態Ｓ１へと遷移する。このようにすることで、産業用ロボット２の誤稼働を防止することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

例えば、上記実施形態では、産業用ロボット制御装置１に備えられる特定音検出部１２及び制御部１３は、プログラムをプロセッサが実行することにより上述の各機能が実装されているが、これに限定されず、シリコンチップ上の回路等、ハードウェアとして各機能が実装されてもよい。

１産業用ロボット制御装置
２産業用ロボット
１１マイクロホン
１２特定音検出部
１３制御部

Claims

産業用ロボットに取り付けられるマイクロホンと、
該マイクロホンによって収音された音から特定音を検出する特定音検出部と、
該特定音検出部において前記特定音が検出されている間のみ、前記産業用ロボットの動作を許可する制御部と、
を備える産業用ロボット制御装置。
前記特定音検出部が、前記特定音として、特定の音楽を検出するように構成される請求項１に記載の産業用ロボット制御装置。
前記制御部が、前記特定音が検出されない場合に、前記産業用ロボットの動作を停止させ、前記特定音が再度検出された場合に、前記産業用ロボットの動作を再開させる請求項１又は２に記載の産業用ロボット制御装置。
前記制御部が、前記特定音が検出されない場合に、前記産業用ロボットの動作を停止させ、前記特定音が再度検出されるとともに前記産業用ロボットに再稼働をさせる指令が入力された場合に、前記産業用ロボットの動作を再開させる請求項１又は２に記載の産業用ロボット制御装置。