特許 6920210 ロボットシステム及びその運転方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6920210

(24)【登録日】2021年7月28日

(45)【発行日】2021年8月18日

(54)【発明の名称】ロボットシステム及びその運転方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/00 20060101AFI20210805BHJP

【ＦＩ】

   B25J13/00 Z

【請求項の数】14

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2017-554786(P2017-554786)

(86)(22)【出願日】2016年12月2日

(86)【国際出願番号】JP2016005052

(87)【国際公開番号】WO2017098713

(87)【国際公開日】20170615

【審査請求日】2019年10月10日

(31)【優先権主張番号】62/263,795

(32)【優先日】2015年12月7日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 雅之

【審査官】 臼井 卓巳

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５９−０９０５９７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭６２−１６５２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３４５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０８０４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−１７７２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１８７８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２４５１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０１０５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１０３９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０４９４６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１６２６１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０６８８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／００８９２９７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１２０８７２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ ５／００−１９／０６

Ｇ０６Ｆ ３／１６

Ｈ０４Ｗ １２／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の関節を有するロボットと、
操作者からの操作指示を音声で入力される音声操作装置と、
前記ロボットの動作を制御する制御装置と、を備え、
前記音声操作装置は、前記操作者からの音声での操作指示を有効／無効にする切替器を有していて、
前記制御装置は、前記切替器により、前記音声操作装置への音声による操作指示が無効にされている場合であっても、前記ロボットの動作中に、前記音声操作装置が、当該音声操作装置を装着している操作者がいる空間、又は当該音声操作装置が設置されている作業空間内で発生した、予め設定されている所定の第１音量以上の音声を検知すると、前記ロボットの動作を変更するように構成されている、ロボットシステム。

【請求項2】

音声出力装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記音声出力装置から前記第１音量以上の音声を出力させて、前記音声操作装置が前記第１音量以上の音声を検知した場合には正常と判断し、前記音声操作装置が前記第１音量未満の音声を検知した場合には異常と判断する、音量検知試験を実行するように構成されている、請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項3】

前記制御装置は、前記操作者からの操作指示で動作している手動運転モード、又は予め設定されたタスクプログラムに従って動作する自動運転モードで動作中の前記ロボットを前記操作者からの操作指示によりその動作を修正する修正自動運転モードで前記ロボットが動作中に、前記音声操作装置が前記第１音量以上の音声を検知すると、前記ロボットの動作を変更するように構成されている、請求項１又は２に記載のロボットシステム。

【請求項4】

前記制御装置は、前記ロボットの動作中に、前記音声操作装置が前記第１音量以上の音声を検知すると、前記ロボットを予め設定されている第１速度未満の速度で動作させるように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のロボットシステム。

【請求項5】

前記制御装置は、前記ロボットの動作中に、前記音声操作装置が前記第１音量以上の音声を検知すると、前記ロボットの動作を停止させるように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のロボットシステム。

【請求項6】

前記制御装置は、前記ロボットの動作中に、前記音声操作装置が前記第１音量以上の音声を検知すると、前記音声操作装置が前記第１音量以上の音声を検知する前の動作方向に対して反対方向に前記ロボットを動作させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載のロボットシステム。

【請求項7】

前記ロボットには、前記関節を介して接続されている、２つのリンク部材を相対的に駆動させるための駆動モータが設けられていて、
前記制御装置は、前記ロボットの動作中に、前記音声操作装置が前記第１音量以上の音声を検知すると、前記駆動モータのゲインを低減させるように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のロボットシステム。

【請求項8】

複数の関節を有するロボットと、操作者からの操作指示を音声で入力される音声操作装置と、を備えるロボットシステムの運転方法であって、
前記音声操作装置は、前記操作者からの音声の操作指示を有効／無効にする切替器を有していて、
前記ロボットの動作中に、前記音声操作装置が検知した音声情報が、予め設定されている所定の第１音量以上の音声である場合には、前記ロボットの動作が変更される（Ａ）と、
前記切替器が、前記音声操作装置への音声の操作指示を無効にする（Ｂ）と、を備え、
前記（Ｂ）が実行されていても、前記音声操作装置が、当該音声操作装置を装着している操作者がいる空間、又は当該音声操作装置が設置されている作業空間内で発生した音声を検知し、当該検知した音声情報が、前記第１音量以上の音声である場合には、前記（Ａ）は実行される、ロボットシステムの運転方法。

【請求項9】

前記ロボットシステムは、音声出力装置をさらに備え、
前記音声出力装置から前記第１音量以上の音声を出力させて、前記音声操作装置が前記第１音量以上の音声を検知した場合には正常と判断し、前記音声操作装置が前記第１音量未満の音声を検知した場合には異常と判断する（Ｃ）をさらに備える、請求項８に記載のロボットシステムの運転方法。

【請求項10】

前記（Ａ）は、前記操作者からの操作指示で動作している手動運転モード、又は予め設定されたタスクプログラムに従って動作する自動運転モードで動作中の前記ロボットを前記操作者からの操作指示によりその動作を修正する修正自動運転モードで前記ロボットが動作中に実行される、請求項８又は９に記載のロボットシステムの運転方法。

【請求項11】

前記（Ａ）において、前記ロボットの動作中に、前記音声操作装置が前記第１音量以上の音声を検知すると、前記ロボットは、予め設定されている第１速度未満の速度で動作する、請求項８〜１０のいずれか１項に記載のロボットシステムの運転方法。

【請求項12】

前記（Ａ）において、前記ロボットの動作中に、前記音声操作装置が前記第１音量以上の音声を検知すると、前記ロボットは、その動作を停止する、請求項８〜１０のいずれか１項に記載のロボットシステムの運転方法。

【請求項13】

前記（Ａ）において、前記ロボットの動作中に、前記音声操作装置が前記第１音量以上の音声を検知すると、前記ロボットは、前記音声操作装置が前記第１音量以上の音声を検知する前の動作方向に対して反対方向に動作する、請求項８〜１０のいずれか１項に記載のロボットシステムの運転方法。

【請求項14】

前記ロボットには、前記関節を介して接続されている、２つのリンク部材を相対的に駆動させるための駆動モータが設けられていて、
前記（Ａ）において、前記ロボットの動作中に、前記音声操作装置が前記第１音量以上の音声を検知すると、前記ロボットは、前記駆動モータのゲインが低減するように動作する、請求項８〜１０のいずれか１項に記載のロボットシステムの運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットシステム及びその運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ロボットと人間が共存する環境下において、ロボットが転倒した場合等には、ロボットを緊急停止させる必要がある。このようなロボットを緊急停止させるシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１に開示されているロボットの緊急停止システムでは、叫び声の音響的特徴に基づいて、入力された音声音響信号が叫び声であると判定する信頼度を評価し、この信頼度が所定の評価基準値を超えた場合に、ロボットの動作を緊急停止させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６−８３７１３号公報

【特許文献2】特開２０１３−７１２３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示されているロボットの緊急停止システムでは、緊急事態を知らせる場合によく使われる「止まれー！」または「Ｆｒｅｅｅｅｅｚｅ！」のような“叫び声”に母音の引き伸ばし部分が含まれることに着目しているため、「あっ！」のような、母音の引き伸ばし部分が含まれないような叫び声には対応できないおそれがあった。

【0006】

また、特許文献１に開示されているロボットの緊急停止システムでは、ロボットが障害物に衝突した場合、又は周辺設備が横転等した場合に、発生する音にも対応できないおそれがあった。

【0007】

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、操作者等の人間の叫び声等の大声、又はロボットの衝突音等の大きな音に反応して、ロボットの動作を抑制することができる、ロボットシステム及びロボットシステムの運転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】

【0008】

上記従来の課題を解決するために、本発明に係るロボットシステムは、複数の関節を有するロボットと、操作者からの操作指示を音声で入力される音声操作装置と、前記ロボットの動作を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記ロボットの動作中に、前記音声操作装置が予め設定されている所定の第１音量以上の音量を検知すると、前記ロボットの動作を抑制するように構成されている。

【0009】

これにより、操作者等の人間の叫び声等の大声、又はロボットの衝突音等の大きな音に反応して、ロボットの動作を抑制することができる。

【0010】

また、本発明に係るロボットシステムの運転方法は、複数の関節を有するロボットと、操作者からの操作指示を音声で入力される音声操作装置と、を備えるロボットシステムの運転方法であって、前記ロボットを動作中に、前記音声操作装置が検知した音量情報が、予め設定されている所定の第１音量以上の音量である場合には、前記ロボットの動作が抑制される（Ａ）を備える。

【0011】

これにより、操作者等の人間の叫び声等の大声、又はロボットの衝突音等の大きな音に反応して、ロボットの動作を抑制することができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明のロボットシステム及びその運転方法によれば、操作者等の人間の叫び声、又はロボットの衝突音等の大きな音に反応して、ロボットの動作を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本実施の形態１に係るロボットシステムの概略構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、本実施の形態１に係るロボットシステムの概略構成を示す模式図である。

【図3】図３は、図１及び図２に示すロボットの概略構成を示す模式図である。

【図4】図４は、本実施の形態１に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャートである。

【図5】図５は、本実施の形態２に係るロボットシステムの概略構成を示すブロック図である。

【図6】図６は、本実施の形態２に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャートである。

【図7】図７は、本実施の形態３に係るロボットシステムの概略構成を示すブロック図である。

【図8】図８は、本実施の形態３に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャートである。

【図9】図９は、本実施の形態４に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するための構成要素を抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している場合がある。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。

【0015】

（実施の形態１）
本実施の形態１に係るロボットシステムは、複数の関節を有するロボットと、操作者からの操作指示を音声で入力される音声操作装置と、ロボットの動作を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、ロボットの動作中に、音声操作装置が予め設定されている所定の第１音量以上の音量を検知すると、ロボットの動作を抑制するように構成されている。

【0016】

また、本実施の形態１に係るロボットシステムでは、制御装置が、ロボットの動作中に、音声操作装置が第１音量以上の音声を検知すると、ロボットを予め設定されている第１速度未満の速度で動作させるように構成されていてもよい。

【0017】

また、本実施の形態１に係るロボットシステムでは、制御装置が、ロボットの動作中に、音声操作装置が第１音量以上の音声を検知すると、ロボットの動作を停止させるように構成されていてもよい。

【0018】

以下、本実施の形態１に係るロボットシステムの一例について、図１〜図４を参照しながら説明する。

【0019】

［ロボットシステムの構成］
図１は、本実施の形態１に係るロボットシステムの概略構成を示すブロック図である。図２は、本実施の形態１に係るロボットシステムの概略構成を示す模式図である。

【0020】

図１及び図２に示すように、本実施の形態１に係るロボットシステム１００は、ロボット１、音声操作装置２、出力装置３、制御装置４、及び記憶装置５を備えていて、制御装置４は、ロボット１の動作中に、音声操作装置２が予め設定されている所定の第１音量以上の音量を検知すると、ロボット１の動作を抑制するように構成されている。

【0021】

ここで、本明細書においては、ロボット１が、予め設定されたタスクプログラムに従って動作する制御モードを「自動運転モード」と称する。自動運転モードでは、従来のティーチングプレイバックロボットと同様に、操作者による音声操作装置２、又はティーチングペンダント等の操作なしに、ロボット１が所定の作業を自動的に行う。

【0022】

また、本明細書では、ロボット１が、音声操作装置２、又はティーチングペンダント等が受け付けた操作者の操作に基づいて動作する制御モードを「手動運転モード」と称する。さらに、本明細書では、予め設定されたタスクプログラムに従って動作しているロボット１を音声操作装置２、又はティーチングペンダント等が受け付けた操作者の操作によって修正する制御モードを「修正自動運転モード」と称する。

【0023】

以下、本実施の形態１に係るロボットシステム１００を構成する各機器について、詳細に説明する。

【0024】

ロボット１は、作業空間内に設置され、複数の工程からなる一連の作業を行うロボットである。なお、複数の工程からなる一連の作業としては、製品に対する部品の組付、塗装等の作業が例示できる。

【0025】

本実施の形態１に係るロボット１は、ライン生産方式又はセル生産方式で、電気・電子部品等を組み立てて製品を生産する生産工場で利用され、この生産工場に設けられた作業台に沿って配置され、作業台上のワークに対して、移送、パーツの組み付け又は配置換え、姿勢変換等の作業のうち少なくとも１つを行うことができる多関節ロボットである。但し、ロボット１の実施態様は上記に限定されず、水平多関節型・垂直多関節型を問わず多関節ロボットに広く適用することができる。

【0026】

ここで、図３を参照しながら、ロボット１の具体的な構成について説明する。

【0027】

図３は、図１及び図２に示すロボットの概略構成を示す模式図である。

【0028】

図３に示すように、ロボット１は、複数のリンク部材（ここでは、第１リンク部材１１ａ〜第６リンク部材１１ｆ）の連接体と、複数の関節（ここでは、第１関節ＪＴ１〜第６関節ＪＴ６）と、これらを支持する基台１５と、を有する多関節ロボットロボットである。

【0029】

第１関節ＪＴ１では、基台１５と、第１リンク部材１１ａの基端部とが、鉛直方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第２関節ＪＴ２では、第１リンク部材１１ａの先端部と、第２リンク部材１１ｂの基端部とが、水平方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第３関節ＪＴ３では、第２リンク部材１１ｂの先端部と、第３リンク部材１１ｃの基端部とが、水平方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。

【0030】

また、第４関節ＪＴ４では、第３リンク部材１１ｃの先端部と、第４リンク部材１１ｄの基端部とが、第４リンク部材１１ｄの長手方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第５関節ＪＴ５では、第４リンク部材１１ｄの先端部と、第５リンク部材１１ｅの基端部とが、第４リンク部材１１ｄの長手方向と直交する軸回りに回転可能に連結されている。第６関節ＪＴ６では、第５リンク部材１１ｅの先端部と第６リンク部材１１ｆの基端部とが、捻れ回転可能に連結されている。

【0031】

そして、第６リンク部材１１ｆの先端部には、メカニカルインターフェースが設けられている。このメカニカルインターフェースには、作業内容に対応したエンドエフェクタ１２が着脱可能に装着される。

【0032】

また、第１関節ＪＴ１〜第６関節ＪＴ６には、それぞれ、各関節が連結する２つの部材を相対的に回転させるアクチュエータの一例としての駆動モータ（図示せず）が設けられている。駆動モータは、例えば、制御装置４によってサーボ制御されるサーボモータであってもよい。また、第１関節ＪＴ１〜第６関節ＪＴ６には、それぞれ、駆動モータの回転位置を検出する回転センサ（図示せず）と、駆動モータの回転を制御する電流を検出する電流センサ（図示せず）と、が設けられている。回転センサは、例えば、エンコーダであってもよい。

【0033】

音声操作装置２は、操作者からの操作指示を音声で入力される装置である。具体的には、操作者は、ロボット１を手動運転モード又は修正自動運転モードで動作させるとき、あるいは、ロボット１にティーチングするときに、ロボット１の位置情報、姿勢情報、移動方向、又は移動速度等の動作指令値を音声操作装置２に音声で入力する。そして、音声操作装置２は、入力された動作指令値を制御装置４に出力する。音声操作装置２としては、例えば、ロボット１が設置されている作業空間に配置される集音マイクが挙げられる。また、音声操作装置２としては、図２に示すように、操作者が頭に装着する、マイクとヘッドフォンを有するヘッドセットであってもよい。

【0034】

出力装置３は、例えば、モニタ等の表示装置、スピーカ等が挙げられる。例えば、出力装置３が表示装置で構成されている場合、制御装置４から送信された情報を文字、絵、画像、動画等の映像として、外部に表示（出力）する。また、出力装置３がスピーカで構成されている場合、制御装置４から送信された情報を音声情報として出力する。

【0035】

記憶装置５は、読み書き可能な記録媒体であり、タスクプログラム５１とロボットシステム１００の動作シーケンス情報５２が記憶されている。なお、本実施の形態１に係るロボットシステム１００では、記憶装置５は、制御装置４と別体に設けられているが、制御装置４と一体として設けられていてもよい。

【0036】

タスクプログラム５１は、例えば、操作者が音声操作装置２を用いて、ティーチングすることにより作成され、ロボット１の識別情報とタスクとに対応付けられて、記憶装置５に格納されている。なお、タスクプログラム５１は、作業ごとの動作フローとして作成されてもよい。また、タスクプログラム５１は、ティーチングペンダントを用いて、ティーチングにより、作成されてもよい。

【0037】

動作シーケンス情報５２とは、作業空間内でロボット１によって実施される一連の作業工程を規定した動作シーケンスに関する情報である。動作シーケンス情報５２では、作業工程の動作順と、ロボット１の制御モードと、が対応付けられている。また、動作シーケンス情報５２では、各作業工程に対し、ロボット１にその作業を自動的に実行させるためのタスクプログラムが対応付けられている。なお、動作シーケンス情報５２は、各作業工程に対し、ロボット１にその作業を自動的に実行させるためのプログラムを含んでいてもよい。

【0038】

制御装置４は、ロボット１の動作を制御するものであり、機能ブロックとして、受信部４０、動作制御部４１、及び出力制御部４２を備えている。制御装置４は、例えば、マイクロコントローラ、ＭＰＵ、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、論理回路等からなる演算部（図示せず）と、ＲＯＭ又はＲＡＭ等からなるメモリ部（図示せず）と、により構成することができる。また、制御装置４が備える各機能ブロックは、制御装置４の演算部が、メモリ部又は記憶装置５に格納されているプログラムを読み出し実行することにより実現できる。

【0039】

なお、制御装置４は、単独の制御装置で構成される形態だけでなく、複数の制御装置が協働して、ロボット１（ロボットシステム１００）の制御を実行する制御装置群で構成される形態であっても構わない。

【0040】

受信部４０は、制御装置４の外部から送信された入力信号を受信し、例えば、ロボット１等に制御装置４から出力信号を送信するものである。受信部４０によって受信する入力信号としては、例えば、音声操作装置２から送信された信号、音声操作装置２以外の図示されない操作指示部から送信された信号、又はロボット１の回転センサから送信されたロボット１の位置信号（位置情報）等が挙げられる。

【0041】

動作制御部４１は、受信部４０が入力信号として音声操作装置２から操作指示を受け付けた場合、この操作指示をトリガとして一連の作業においてロボット１が実施する工程の運転モードを判定する。動作制御部４１は、次にロボット１が実施する工程の運転モードの判定を記憶装置５に記憶された動作シーケンス情報５２を参照して行うことができる。動作制御部４１は、運転モードを判定すると、判定された運転モードでロボット１を動作させるように制御する。

【0042】

例えば、動作制御部４１は、ロボット１を自動運転モードで動作させると判定した場合には、タスクプログラム５１により規定される動作、又は動作シーケンス情報５２を読み出し、動作シーケンス情報５２に含まれるプログラムにより規定された動作を実施するようにロボット１を制御する。

【0043】

また、動作制御部４１は、ロボット１を手動運転モードで動作させると判定した場合には、音声操作装置２から受信部４０が受信した操作指示に基づいて動作するようにロボット１を制御する。

【0044】

さらに、動作制御部４１は、ロボット１を修正自動運転モードで動作させると判定した場合には、タスクプログラム５１により規定される動作を実施、又は動作シーケンス情報５２を読み出し、動作シーケンス情報５２に含まれるプログラムにより規定された動作を実施し、ロボット１を自動運転モードにより動作中に、音声操作装置２から入力信号として修正指示信号を受信部４０が受信すると、ロボット１の自動運転による動作を音声操作装置２からの修正指示信号に従った動作に修正する。

【0045】

そして、動作制御部４１は、音声操作装置２から修正指示信号の出力が停止され、受信部４０が当該修正指示信号の受信を停止した場合、又は、音声操作装置２からロボット１の自動運転の再開を指示する信号を受信部４０が受信した場合には、ロボット１の自動運転を再開する。

【0046】

出力制御部４２は、出力装置３を制御し、操作者等に通知する情報を映像情報、画像情報、又は音声情報等として出力する。具体的には、例えば、出力制御部４２は、動作制御部４１から出力されたロボット１の動作が抑制されることを示す動作抑制情報を出力するように出力装置３を制御する。

【0047】

［ロボットシステムの動作及び作用効果］
次に、本実施の形態１に係るロボットシステム１００の動作及び作用効果について、図１〜図４を参照しながら説明する。なお、操作者が音声操作装置２を操作して、ロボット１を動作させて、一連の作業を行う動作については、公知のロボットシステムと同様に実行されるため、その詳細な説明は省略する。また、以下の動作は、制御装置４の演算部が、制御装置４のメモリ部又は記憶装置５に格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。

【0048】

図４は、本実施の形態１に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャートである。

【0049】

図４に示すように、制御装置４の動作制御部４１は、ロボット１が動作しているか否かを判定する（ステップＳ１００）。

【0050】

制御装置４の動作制御部４１は、ロボット１が動作されていないと判定した場合（ステップＳ１００でＮｏ）には、本プログラムを終了する。なお、制御装置４は、本プログラムを終了した場合には、例えば、５０ｍｓｅｃ後に再び、本プログラムを実行する。一方、制御装置４の動作制御部４１は、ロボット１が動作していると判定した場合（ステップＳ１００でＹｅｓ）には、ステップＳ１０１に示す処理を実行する。

【0051】

ステップＳ１０１において、制御装置４の動作制御部４１は、操作者が音声操作装置２に音声入力したか否かを判定する。具体的には、制御装置４の動作制御部４１は、音声操作装置２から受信部４０に音声情報が入力されたか否かを判定する。

【0052】

制御装置４の動作制御部４１は、操作者が音声入力していないと判定した場合（ステップＳ１０１でＮｏ）には、ステップＳ１００の処理に戻り、操作者が音声入力するまで、ステップＳ１００とステップＳ１０１の処理を繰り返す。一方、制御装置４の動作制御部４１は、操作者が音声入力したと判定した場合（ステップＳ１０１でＹｅｓ）には、ステップＳ１０２に示す処理を実行する。

【0053】

ステップＳ１０２において、制御装置４の動作制御部４１は、ステップＳ１０１で音声操作装置２に入力された音声情報は、予め設定されている所定の第１音量以上であるか否かを判定する。

【0054】

ここで、第１音量は、予め実験等で設定することができ、音声操作装置２を装着している操作者がいる空間、又は音声操作装置２が設置されている作業空間内等の騒音により、適宜変更される。第１音量としては、例えば、６５〜９０ｄＢとしてもよい。また、第１音量としては、音声操作装置２を装着している操作者がいる空間、又は音声操作装置２が設置されている作業空間内等の騒音の最大値に対して、＋５ｄＢとしてもよい。

【0055】

制御装置４の動作制御部４１は、ステップＳ１０１で音声操作装置２に入力された音声情報が、第１音量以上であると判定した場合（ステップＳ１０２でＹｅｓ）には、ロボット１の動作を変更する（ステップＳ１０３）。ついで、制御装置４の動作制御部４１は、出力制御部４２を介して、出力装置３に動作変更情報を出力させ（ステップＳ１０４）、本プログラムを終了する。動作変更情報の出力は、例えば、「ロボットの動作を変更しています」等の文字情報をモニタ等に出力（表示）させてもよく、また当該文字情報を音声情報として、スピーカ等から出力させてもよい。

【0056】

なお、ロボット１の動作の変更としては、例えば、ロボット１の動作を抑制してもよい。ロボット１の動作の抑制としては、例えば、ロボット１の動作速度を低下させてもよい。具体的には、例えば、ロボット１を第１速度未満の速度で動作させてもよい。

【0057】

ここで、第１速度としては、例えば、ロボット１の各関節における最高速度（°／秒）の２５〜３５％であってもよく、ロボット１がワークを移動させるときにおけるロボット１の移動速度（エンドエフェクタ１２又はワークの移動速度）の最高速度（ｍｍ／秒）の２５〜３５％であってもよい。また、ロボット１がワークを直線上又は曲線上に移動させる場合、第１速度としては、例えば、ロボット１の移動速度（エンドエフェクタ１２又はワークの移動速度）が、２５０〜３５０ｍｍ／秒であってもよい。

【0058】

また、ロボット１の動作の抑制としては、例えば、ロボット１を停止させてもよく、ロボット１の動作方向を反対方向にしてもよい。

【0059】

ここで、「ロボット１の動作方向を反対方向にする」とは、例えば、音声操作装置２に第１音量以上の音声情報が入力される前（直前）にロボット１が動作している方向に対して、反対方向に動作することをいい、ロボット１を構成する各関節に設けられている駆動モータの回転方向が反対となるように、動作させることをいう。具体的には、ロボット１（エンドエフェクタ１２）が、当該ロボット１の前方に向かって動作しているときに、ロボット１の後方に向かうように動作させることをいう。

【0060】

また、ロボット１の動作の変更としては、例えば、制御装置４の動作制御部４１が、ロボット１をフィードバック制御している場合に、ロボット１の駆動モータ（サーボモータ）のゲインを低減するように、ロボット１を制御してもよい。

【0061】

さらに、ロボット１の動作の変更は、音声操作装置２により、操作される（操作している）ロボット１のみが動作を変更されるように構成されていてもよく、作業空間内に設置されている全てのロボット１の動作が抑制されるように構成されていてもよい。

【0062】

一方、制御装置４の動作制御部４１は、ステップＳ１０１で音声操作装置２に入力された音声情報が、第１音量未満である場合（ステップＳ１０２でＮｏ）には、ステップＳ１０１において、音声操作装置２から入力された音声情報を基に、ロボット１の動作修正を実行して（ステップＳ１０５）、本プログラムを終了する。

【0063】

このように構成された、本実施の形態１に係るロボットシステム１００では、制御装置４が、ロボット１の動作中に、音声操作装置２が第１音量以上の音量を検知すると、ロボット１の動作を変更するように構成されている。

【0064】

これにより、ロボット１の動作不良等が生じて、操作者等の人間が叫び声等の大声をあげた場合、あるいは、ロボット１又は損他の機器等の衝突音等の大きな音が発生した場合に、その音声に反応して、ロボット１の動作を変更することができる。

【0065】

また、本実施の形態１に係るロボットシステム１００では、制御装置４が、ロボット１の動作中に、音声操作装置２が第１音量以上の音声を検知して、ロボット１の動作を変更させるとともに、出力装置３に動作変更情報を出力させるように構成されている。

【0066】

これにより、叫び声をあげた操作者以外の操作者等が、ロボット１の動作が変更されていることを報知することができる。

【0067】

（実施の形態２）
本実施の形態２に係るロボットシステムは、実施の形態１に係るロボットシステムにおいて、音声操作装置は、操作者からの音声での操作指示を有効／無効にする切替器を有していて、制御装置は、切替器により、音声操作装置への音声による操作指示が無効にされている場合であっても、ロボットの動作中に、音声操作装置が第１音量以上の音声を検知すると、ロボットの動作を変更するように構成されている。

【0068】

以下、本実施の形態２に係るロボットシステムの一例について、図５及び図６を参照しながら説明する。

【0069】

［ロボットシステムの構成］
図５は、本実施の形態２に係るロボットシステムの概略構成を示すブロック図である。

【0070】

図５に示すように、本実施の形態２に係るロボットシステム１００は、実施の形態１に係るロボットシステム１００と基本的構成は同じであるが、音声操作装置２が、操作者からの音声入力を有効／無効にする切替器２０を有している点が異なる。なお、出力装置３は、切替器２０による音声入力の有効／無効の状態を示す情報を出力させていてもよい。

【0071】

［ロボットシステムの動作及び作用効果］
図６は、本実施の形態２に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャートである。なお、以下の動作は、制御装置４の演算部が、制御装置４のメモリ部又は記憶装置５に格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。

【0072】

図６に示すように、本実施の形態２に係るロボットシステム１００の動作は、実施の形態１に係るロボットシステム１００の動作と基本的な動作は同じであるが、ステップＳ１０５の処理を実行する前にステップＳ１０５Ａの処理が実行される点が異なる。

【0073】

具体的には、制御装置４の動作制御部４１は、ステップＳ１０１で音声操作装置２に入力された音声情報が、第１音量未満である場合（ステップＳ１０２でＮｏ）には、切替器２０により、音声操作装置２が操作者からの音声入力を有効にしている状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０５Ａ）。

【0074】

制御装置４の動作制御部４１は、音声操作装置２が操作者からの音声入力を有効にしている状態であると判定した場合（ステップＳ１０５ＡでＹｅｓ）には、ステップＳ１０１において、音声操作装置２から入力された音声情報を基に、ロボット１の動作修正を実行して（ステップＳ１０５）、本プログラムを終了する。

【0075】

一方、制御装置４の動作制御部４１は、音声操作装置２が操作者からの音声入力を有効にしていない状態であると判定した場合（ステップＳ１０５ＡでＮｏ）には、そのまま、本プログラムを終了する。

【0076】

このように構成された、本実施の形態２に係るロボットシステム１００であっても、実施の形態１に係るロボットシステム１００と同様の作用効果を奏する。

【0077】

特に、本実施の形態２に係るロボットシステム１００では、ロボット１の動作中に、音声操作装置２が第１音量以上の音量を検知した場合には、音声操作装置２が操作者からの音声入力を有効／無効のいずれの状態であっても、制御装置４が、ロボット１の動作を変更するように構成されている。

【0078】

これにより、音声操作装置２が操作者からの音声入力を無効にされている状態であっても、操作者等の人間が叫び声等の大声をあげた場合、あるいは、ロボット１又は損他の機器等の衝突音等の大きな音が発生した場合に、その音声に反応して、ロボット１の動作を変更することができる。

【0079】

（実施の形態３）
本実施の形態３に係るロボットシステムは、実施の形態１又は２に係るロボットシステムにおいて、音声出力装置をさらに備え、制御装置は、音声出力装置から第１音量以上の音声を出力させて、音声操作装置が第１音量以上の音声を検知した場合には正常と判断し、音声操作装置が第１音量未満の音声を検知した場合には異常と判断する、音量検知試験を実行するように構成されている。

【0080】

以下、本実施の形態３に係るロボットシステムの一例について、図７及び図８を参照しながら説明する。

【0081】

［ロボットシステムの構成］
図７は、本実施の形態３に係るロボットシステムの概略構成を示すブロック図である。

【0082】

図７に示すように、本実施の形態３に係るロボットシステム１００は、実施の形態１に係るロボットシステム１００と基本的構成は同じであるが、出力装置３が音声出力装置３０を有する点が異なる。音声出力装置３０としては、例えば、スピーカが挙げられる。

【0083】

［ロボットシステムの動作及び作用効果］
図８は、本実施の形態３に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャートである。なお、以下の動作は、制御装置４の演算部が、制御装置４のメモリ部又は記憶装置５に格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。

【0084】

図８に示すように、制御装置４の動作制御部４１は、出力制御部４２を介して、音声出力装置３０に第１音量以上の音声を出力させる（ステップＳ２０１）。具体的には、制御装置４の動作制御部４１は、予め人間の叫び声等の音声情報を記憶装置５に記憶させておいて、記憶装置５から当該音声情報を読み出して、音声出力装置３０に出力させる。

【0085】

なお、音声操作装置２と音声出力装置３０の距離が大きい場合、又は音声操作装置２と音声出力装置３０との間に障害物等が有する場合等には、第１音量よりも大きい音量を音声出力装置３０から出力させて、音声操作装置２に第１音量以上の音量が入力されるように、適宜調整してもよい。

【0086】

次に、制御装置４の動作制御部４１は、音声操作装置２に入力された音声情報を取得し（ステップＳ２０２）、ステップＳ２０２で取得した音声情報が、第１音量以上の音量であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。

【0087】

制御装置４の動作制御部４１は、ステップＳ２０２で取得した音声情報が、第１音量以上の音量であると判定した場合（ステップＳ２０３でＹｅｓ）には、音声操作装置２は正常であると判断し（ステップＳ２０４）、音声操作装置２が正常であるという情報を出力装置３に出力させ（ステップＳ２０５）、本プログラムを終了する。

【0088】

なお、音声操作装置２が正常であるという情報の出力は、例えば、「音声操作装置は正常です」等の文字情報をモニタ等に出力（表示）させてもよく、また当該文字情報を音声情報として、音声出力装置３０等から出力させてもよい。

【0089】

一方、制御装置４の動作制御部４１は、ステップＳ２０２で取得した音声情報が、第１音量未満の音量であると判定した場合（ステップＳ２０３でＮｏ）には、音声操作装置２は異常であると判断し（ステップＳ２０６）、音声操作装置２が異常であるという情報を出力装置３に出力させ（ステップＳ２０７）、本プログラムを終了する。

【0090】

なお、音声操作装置２が異常であるという情報の出力は、例えば、「音声操作装置は故障しています」等の文字情報をモニタ等に出力（表示）させてもよく、また当該文字情報を音声情報として、音声出力装置３０等から出力させてもよい。

【0091】

このように構成された、本実施の形態３に係るロボットシステム１００であっても、実施の形態１に係るロボットシステム１００と同様の作用効果を奏する。

【0092】

また、本実施の形態３に係るロボットシステム１００では、制御装置４が、音声操作装置２の音量検知試験を実行するように構成されている。

【0093】

これにより、音声操作装置２が正常であるか否かを判断することができ、実際に操作者等の人間が叫び声等の大声をあげた場合、あるいは、ロボット１又は損他の機器等の衝突音等の大きな音が発生した場合に、その音声により的確に反応して、ロボット１の動作を変更することができる。

【0094】

また、当該音量検知試験を防災訓練として実行することにより、操作者等に防災意識の向上を図ることができる。

【0095】

（実施の形態４）
本実施の形態４に係るロボットシステムは、実施の形態１〜３のいずれか１つの実施の形態に係るロボットシステムにおいて、制御装置は、操作者からの操作指示で動作している手動運転モード、又は予め設定されたタスクプログラムに従って動作する自動運転モードで動作中のロボットを操作者からの操作指示によりその動作を修正する修正自動運転モードでロボットが動作中に、音声操作装置が第１音量以上の音声を検知すると、ロボットの動作を変更するように構成されている。

【0096】

以下、本実施の形態４に係るロボットシステムの一例について、図９を参照しながら説明する。なお、本実施の形態４に係るロボットシステムの構成は、実施の形態１に係るロボットシステムと同様に構成されているため、その詳細な説明は省略する。

【0097】

［ロボットシステムの動作及び作用効果］
図９は、本実施の形態４に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャートである。なお、以下の動作は、制御装置４の演算部が、制御装置４のメモリ部又は記憶装置５に格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。

【0098】

図９に示すように、本実施の形態４に係るロボットシステム１００の動作は、実施の形態１に係るロボットシステム１００の動作と基本的な動作は同じであるが、ステップＳ１００の処理に代えて、ステップＳ１００Ａの処理が実行される点が異なる。

【0099】

具体的には、制御装置４の動作制御部４１は、ロボット１が手動運転モード又は修正自動運転モードで動作しているか否かを判定する（ステップＳ１００Ａ）。制御装置４の動作制御部４１は、ロボット１が手動運転モード又は修正自動運転モードで動作していないと判定した場合、すなわち、ロボット１が自動運転モードで動作されていると判定した場合（ステップＳ１００ＡでＮｏ）には、本プログラムを終了する。なお、制御装置４は、本プログラムを終了した場合には、例えば、５０ｍｓｅｃ後に再び、本プログラムを実行する。

【0100】

一方、制御装置４の動作制御部４１は、ロボット１が手動運転モード又は修正自動運転モードで動作していると判定した場合（ステップＳ１００ＡでＹｅｓ）には、ステップＳ１０１に示す処理を実行する。以下、制御装置４の動作制御部４１は、実施の形態１に係るロボットシステム１００と同様の動作（処理）を実行する。

【0101】

このように構成された、本実施の形態４に係るロボットシステム１００であっても、実施の形態１に係るロボットシステム１００と同様の作用効果を奏する。

【0102】

特に、本実施の形態４に係るロボットシステム１００では、制御装置４は、ロボット１を手動運転モード又は修正自動運転モードで動作しているときに、音声操作装置が第１音量以上の音声を検知すると、ロボットの動作を変更するように構成されている。

【0103】

これにより、操作者が、ロボット１の動作を音声入力中に、誤って、ロボット１の動作を音声入力し、思わぬ方向にロボット１が動作した場合に、操作者がとっさに発する声に反応して、ロボット１の動作を変更させることができる。このため、ロボット１が思わぬ方向に動作したときに、操作者が非常停止ボタン等を操作することにより、ロボット１の動作を変更させるよりも、早期に、かつ、的確に、ロボット１の動作を変更させることができる。

【0104】

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良又は他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

【産業上の利用可能性】

【0105】

本発明のロボットシステム及びその運転方法は、操作者等の人間の叫び声等の大声、又はロボットの衝突音等の大きな音に反応して、ロボットの動作を変更することができるため、産業ロボットの分野において有用である。

【符号の説明】

【0106】

１ ロボット
２ 音声操作装置
３ 出力装置
４ 制御装置
５ 記憶装置
１１ａ 第１リンク部材
１１ｂ 第２リンク部材
１１ｃ 第３リンク部材
１１ｄ 第４リンク部材
１１ｅ 第５リンク部材
１１ｆ 第６リンク部材
１２ エンドエフェクタ
１５ 基台
２０ 切替器
３０ 音声出力装置
４０ 受信部
４１ 動作制御部
４２ 出力制御部
５１ タスクプログラム
５２ 動作シーケンス情報
１００ ロボットシステム
ＪＴ１ 第１関節
ＪＴ２ 第２関節
ＪＴ３ 第３関節
ＪＴ４ 第４関節
ＪＴ５ 第５関節
ＪＴ６ 第６関節

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】