JPS60156111A - 産業用ロボツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特許請求の範囲第１項の前文に開示されたよう
な産業用ロボットに関する。この種のロボットは産業の
缶分野に公知で広く普及している。ロボットはオペレー
タがこれを刻−刻案内しながら特定の一連作業をおこな
わせる点でプ四グラミングが通常おこ表われる。ある場
合には、オペレータはｉボットのアームを掴んテ所望の
パターンの運動をおこなわしめる。尤もこうした目的で
はジ曹イ・ステックを備えたプログラミング装置を用い
ることがもっと有段であることが解ってきた。

ジョイ・スティックはアナログ信号を二次元的に発生す
る適当な器具である。第３次元は制御ノブを廻わし、こ
うして「ｘ−ｙ信号」とは独立した信号を発生すること
によって加えられる。しかしながら、三次元以上はジョ
イ・スティックでは制御できない。場所の縦の三次元、
これに加えての付加的回転を考慮すると、ロボットはそ
の他多数の次元に制御可能でなければならないので、ジ
ョイ・スティックの運動の重要性は調整によって変化可
能で危ければならない。従って先行技術の産業用ロボッ
トのプログラミング装置は制御機構を調整するためのブ
ツシュ・ボタンセットを備えてキタ。

このような公知のシステムの機能は他の点では満足すべ
きものであるが、プログラム操作を簡単に迅速におこな
うためにはオペレータの装置に対する訓練が十分でなけ
ればならぬという欠点がある。従って、システムとオペ
レータトの間の協力の可能性を伸ばすようなシステムが
備えられることが望ましい。また、オ、ベレータにその
視覚的注意力を全てロボット自体に集中させて、ロボッ
トに対する動きのパターンを向上するのみならず操作速
度を増加させることが望ましい。

以上の、また以下に記載する他Ｏ目的および利点は特許
請求の範囲第１項の特徴づけをおこなった文節に開示し
たような産業用ロボットを装備することによシ本発明で
達成される。

音声解析装置および音声合成装置は以前から知られてい
て市販されている。この公知の装置の特に困難とするも
のは人間の音声を認識するために強力なコンピュータの
支援が一般に必要であることと関連している。従って、
この実際問題を最終的に解決するための基本的条件を作
シ出すためには、装置はあまシ多すぎる異なる命令を認
識しなくても゛よいようにすべきである。

′実際現在１は・相応な°′トで市販され心る　１よう
な音声合成器の使用はオペレータ自身が先ず各１命令を
反復時に後刻これを確認することを可能にする装置に口
述したという条件を基にしている。その場合にも確認の
ために探すべき命令数が、命令を読取る場合、あまシ多
過ぎてはならないことが理解され木。

この発明上の問題を解決する純粋に実際的な策として各
瞬間における可能な命令数は制限されなければ力らず、
多くめ場合、□プロ夛ラミング順序に用いられる全部の
命令数よシ少なくなければならない。本発明によれば、
これは分岐させたプ・グラミング・シニテλによって達
成される。初めに、例えば、基本条件の各々が同じく限
られた数の機能などに関連づけられて、木樽造形構成の
システムを得るようにした得られた数の基本条件を選択
する。

音声合成器は好ましくはオムレータが選択する時に彼が
利用できる全ての命令のリストを音読することが許され
る一方、与えられた命令を反復するここによって受信信
号を発する。あるいはこれに代る方法として、上艷与え
られた命令を表示する表示装置を配置することができる
。

さらに、オペレータが上記与えられた命令を青酸合成器
に反復させることが適当な方法で可能表はずである。

本発明を添付の図面に示す非隅゛定的実施例を参考にし
で以下に説明する。

第１図は直ぐに考え、られる型式のロボットのアームを
示す。矢印は六つの全体的に独立した自由度を生む種々
の運動を示す。各回転軸に対してモータとセンサが収容
され、これら両部品が全てのモータのプログラムされた
運動を可能にする制御装［（コンピュータ）に接続きれ
ている。全ての運動は基本的に回転運、動であることは
明白であるがグログミングによ？て各種の直線運動の組
合せが得られることは含籾である。

ジョイ・スティ□ツクを用、いてこうし、た運−を制御
する場合、工１．具の中心点を「経済的」に変位させる
ために二つま九は三つの回転軸を直接制御、することを
選゛士か、またはデカＡ／）座標に、おける間接制御を
選ぶと、とができるが、性能のためにもつと重いコサ１
ピユータの支援が要求され、その結果、時には若干の遅
れがおこることがらる。この座標系の選択は通常本発明
の種々の変型に含まれる。

本発明の基本的特徴を第２図に示す。ロボット制御系１
は第１図のロボットにおける種々の運動装置に接続され
ている。各「自由度」は制御系１０案内と調整のもとに
個別に制御され監視される。これは、自動操作において
は、例えば接触などに応答する感覚的信号をも受信でき
るコンピュータプログラムを用いて従来からおこなわれ
ている。しかしこれは全て先行技術であるので本文にお
いてはこれ以上説明しない。

これに代って、本発明は制御系の制御およびプログラミ
ングに関する。第２図は運動のパターンをプログラムす
るために使用できるジョイ・スティックを示す。ジョイ
・スティックの使用はまたこうした器具が以前から使用
されてきた限シにおシ・である程度公知技術の一部でも
ある。

しかし本発明の新規な特徴は本発明によれば音声解析器
４に接続されたマイクロホン３を利用しなからプログラ
ミングがおこなわれることと、制御系１が音声合成装置
６と拡声器５とを用いて口頭のメツセージを伝達するこ
とができる点にある。通常、オペレータはその口に近い
所に配置したマイクロホンが接続された一対のイヤホー
ンをつけている。

音声解析器４と音声合成器６は両方とも市販の装置であ
る。従って実施例の構成には音声解析器ＩＮＦＯＶＯＸ
　ＲＡ　−１０１と音声合成器ＩＮＦＯＶＯＸ８Ａ　−
１０１（両方ともＩｎｆｏｖｏ：ｔ　ＡＢ、　８ｖｅｎ
ｓｋａＵｔｓｖｅｃｋｌｉｎｇｓｂｏｌａｇｅｔ　ＡＢ
、　５ｔｏｃｋｈｏｌｕ＞　製である）が用いられてい
る。この製造業者によれば、音声解析器は最大２．５秒
の持続期間を有する語や句を認識する。一度認識すると
、装置はＶ２４の標準出力責介して認識された語句に関
連の電気コードを制御系に発する。合成装置６の機能は
次のごとくである。制御系はコード化された共通文字の
形においてテキストストリング（Ｔｌ！ＩＸＴ　ｓＴｕ
ｉＭＧ）を伝達すると、このコードは例えばスエーデン
、英語その他の任意の言語に適した発音規則を用いなが
ら合成装置６を介して音声に合成される。

先きに述べたごとく、解析装置は特に最適の機密保護を
おこなうために利用される。このように解析器４が各瞬
間に限られた数の命令だけを待つように装置されていて
、マイクロホンに吹込まれる命令は記憶装置に記憶され
たほんの少数のパターンと比較される。「識別」はパタ
ーン間の相関によって決定されるので、容認された識別
に対する相関係数は従って実際には低い値に設定でき、
その結果、認識もよシ速くなる。

解析器４への読込みはオペレータが例えば各語句を５回
発音することによっておこなわれ、これによって比較の
基礎に使えるパターンに対する平均を記録する。

プログラミングの実状を簡単に示すために、第３図を参
考にして実施例を示す。タスクはここではアームの工具
中心点を一方の点Ａから別の点Ｂへ移動させ、Ｂ点に４
．５秒間残置してがらもとに戻らせることである。この
プログラムは従来から・図に示されている。実際には、
プログラミング順序は次のごとくおこなわれる。オペシ
ー。夕が第２図に従ってマイクロホンに語「ｐｏｓ工Ｔ
工ＯＮＪと言って吹込む。所望によシ、その場合、合成
器をしてこの命令を反復させることができる。次から理
解されるように、この命令は制御ユニットにおけ・る監
視プログラムが多数の基本条件の一つに設定されること
と、少数の命令が利用できるということを意味する。オ
ペレータは、もし不安に思うなら、「Ｆ３０ＡＭ」と言
うことによってこれらの命令を音声合成器６に読取らせ
ることができる。しかし、オペレータはこの場合自分の
希望を知っていて命令１”ａｐｒ＋ｍｐＪを与える。と
仮定してみよう。音声解析器はこの時数字を期待する。

オペレータは「ＴＷＯ」、［ＺＦ！ＲＯｊおよび「ＲＥ
ＡＤ　ＩＮ　Ｊを口授する。このようにして、アームの
速度は最大速度の２０優に達するように設定された。（
とこでは実際の座標系はジョイ・スティック２がこれを
準備したままにしておくように選ばれていると仮定され
ている）。ロボットのアームは今ではオペレータのその
手に保持できる小箱（図示せず）上にあるジョイ・ステ
ィック２を掴んで動ずことができる。このように、ロボ
ットの工具中心点はＡからＢへ変位する。この後に、オ
ペレータは「Ｐ０８工Ｔ工ＯＮＪと命令して主基本条件
、即ち命令［ｓｐｘｍｐ　Ｊ、「ＩＩｔＩＧＨＴ　Ｊ　
「ＺＩＲＯＪ　、および［ＲＥＡＤ工ＮＪに戻る。ロボ
ットのアームは今では待ちのためにプログラムされる。

これは先ず基本条件に関係する「ＦＵＮＯＴ工ＯＮＪを
命令し、次に許された機能即ち「Ｔ工Ｍ月および１Ｔｖ
ｏｕｎＪ、「００ＭＭＡ　Ｊ、［Ｆ工ｖｍＪおよび「Ｒ
ＩＡＩ）　ＩＮ　Ｊに含まれる「ＷＡ工Ｔ」を命令する
ことによっておこなわれる。その時４．５秒の待ち時間
はプログラミング順序に読込まれている。今こそ出発点
ムに戻る時である。命令「ＦＵＮＯＴ工ＯＮＪおよび［
ｕｍＴｔｎａａＪは今読込まれて、小プログラミング順
序が最後に記録される。このプログ２ムは勿論非常に簡
単化され九ものであるが本発明の詳細な説明するのによ
く適している一方、その利点をも証明している。

ロボットシステム１のプログラム轄従ってレベル状構造
を持ち、との構造の最上層レベルは各個別の条件に対し
て分岐選択がおこなわれる基本条件と言われている。第
４図はこのプログラムの基本原理を示す。上記の各命令
のうち、［ＰＯ３１ＴＩＯＮＪおよび「Ｆ’ｔＴＮＯＴ
１０ＭＪは第４図の分岐０１，０２、、．０１．、、Ｏ
ｍのうちに見出せる。

例えば、「ＰＯＢＩＴ工ＯＮＪは０１で表されると仮定
する。この基本条件では一般に付加従属条件などを可能
にする数種の従属条件ＴＰｉ　、工８１．．．ＩＥｌｊ
から選択がおこなわれる。第５図は例えば基本条件「Ｐ
０８工Ｔ工ｏＮＪにおいて可能な種々の分岐を示す。仮
に「１１１Ｐ■Ｄ」が選ばれると、制御ユニットは終了
命令「ＲｗｈＤ工Ｎ」が後続する数字を受信することを
期待する。

本発明に利用されるような分岐ルーチンの詳細な実施例
は本申請者のスエーデン特許申請書８２０３９７４−４
号に記載されていて、その教示は本発明の説明に参考と
して組入れられている。

種々のプログラミング・ステップを説明するため本発明
と共に文字窓などを利用することができるので、制御ボ
ックス、または第２図に示すジョイ・スティック２が取
付けられてオペレータが携行する制御ボックスに文字窓
または英数字テーブルを配置することができる。

命令に適応した音声解析器を介して命令を確認させる木
彫に構成されたプログラムと、音声合成装置とを本発明
のごとく組合せ九場合には、至極実際的な対話式プログ
ラミングが達成される。このシステムのｔｌかならぬ具
体性のために極めて基本的なプログラングの経験のない
オペレータによる使用にも本システムの利用が可能にな
シ、線んの数時間だけ本システムに対するオペレータの
実地訓練でオペレータの技術は通常の産業用操作には十
分になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は掴み装置を備えたロボットのアームの実施例を
示す斜視図、第２図は本発明の概略プ四ツク図、ｔｌＥ
３図は関連のプログラムと共に動作順序の実施例を示し
、第４図は分岐プログラムの実施例を示すプロツ夛図、
第５図はプログラムの基本条件における種々の変型を示
す。 なお図において、符号１はプログラム可能な制御コンピ
ュータ、２はジぢイースティック、３はマイクロホン、
４は音声解析器、５は音響センサ、６社音声合成器でお
る。 特許出願人　アセア・アクチボラグ Ｌ＋ｈｌｌ：Ｉ　３ｒｄ囚 ＦＩＧ、１ 図面の浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、３ 手続補正書 シＬ１叩り守、゛・／ト ３、補正をする者 事件との関係　１璧「肯叡Ｐ！〆一 ４、代理人 手続補正書（試ン 昭和−０年２月２７日 特許庁七官志賀学　殿　連 りＬ　’ｆ、　ｔｖｌｂ　汀：□ット ３、補正をする者 事件との関係　キＶ坏かル告今人 ４、代理人 ８、　ジｂＩ、ｔｉ；麹Ｕ件

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　グログミング中にロボットに任意な運動をさせ、
   諌運動をオペレーションプログツムをりくシ出す制御コ
   ンピュータにプログラムするジョイ・ステック（２）を
   含む関連のプログラム装置を備えたプログラム可能な制
   御コンピュータ（１］と共動し且つ数種の自由度（第１
   図）において運動する産業用ロボットにおいて、制御装
   置に組入れられたマイクロホン（３）で、該マイクロホ
   ンに後刻確認される口頭命令を読取シ該命令の各々に関
   連の所定の制御信号を送るための音声解析器（４）を有
   するマイクロホン（３）と、オペレータに口述のメツセ
   ージを送る音響センサ（５）に接続された音声合成器（
   ６）と、限られた数の主命令（０１−Ｃｍ）が配置され
   て限られた数の命令を有すルサブグループ（Ｔｉｏｔ、
   ｚｓｌ　、、、Ｉ８ｊ　）を選ぶように分岐構造（第４
   図）を有する制御コンピュータ（１）における命令記憶
   装置とを組合せ、上記音声解析器（４）が設定分岐点を
   考えて許される命！５、のみ、を各瞬間に認識するよう
   に仕組まれたことを特徴とする産業用ロボット。 ２、前記音、声合成ＩＢ（６）がマイク日ホン（３）に
   読込Ｕ前記音声解哲器（４）においてｍ識された各命令
   を反復する丸めに適合可能であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の産業用ロボット。