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of a to of as an in of a In is in of of is as a of of in of or of be of of a is in a or is in a of s as or of of be of of of a is a of a of a in a to In a is a is as a of in of In do by to ; or he to or or on“as a In of to a be In is an of a by A of be be of be if is is it be in be is In a s be by of ’ is by a If an in a it be to be of he be to as a of by a s by to of to at is to by or by to a of a to of if of of in an is is of a of no be to s A by be by is of on of a of a of by To do is to a of of is to A a a on of of to he of in of in is to to to to is 80/785by a is to of to a of is As in of of of To a 050 of up 0 of 5of is to a n of is on is to on/of to be in of to be by by of is in be as a To in of of a a is in of as a we a of of in to an in a or is by an he of to be by of of to to to of or is as as be by of a of It to be by a a to 00 A A is in a to a is by to is to to be by in he of of to to By to be be of of of to be is of of to by be of of is to to a of in of of to r. in of in 1] C. 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[7] " M 87566. 1985. 使用語音識別技術(shù)控制的焊接機器人工作單元 摘要 ：本文論述了使用聲音識別技術(shù)的焊接機器人工作單元在工作過程中的效果、程序編輯者接近機器人的安全﹑試行運轉(zhuǎn)的必要性﹑焊接過程的控制變量﹑機器人操作者的動作規(guī)范等因素給與考慮。 在焊接過程控制和操作動作兩個方面，按照反應(yīng)速度﹑定位精確性﹑焊接穩(wěn)定性﹑焊接可靠性和安全性把人工聲音控制與手工觸覺控制和完全自動化控制進行了比較。 緒論 聲音識別技術(shù)已經(jīng)成為可能緩解操作者工作負擔(dān)的一種有潛力的復(fù)雜系統(tǒng)。許多應(yīng)用已經(jīng)落實 ,或正陸續(xù)開發(fā) ,或正在研究之中。這些措施包括數(shù)據(jù)的輸入﹑飛機的控制﹑和以安全為目的的語音識別。 許多應(yīng)用語音控制技術(shù)還建議用于太空站 . 一個主要的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)C器人控制功能用于太空艙內(nèi)檢查、裝配、維修、衛(wèi)星回收、維修衛(wèi)星 ,是在船上服務(wù)的監(jiān)督能力和系統(tǒng)運作模式的反饋 . 聲音感應(yīng) 器和過程控制的變數(shù)將使船員影響他手上的其它工作 ,例如直接控制或推翻的操縱議案。 同樣 ,利用工作量控制機載實驗這種技術(shù)可以緩解許多工作負擔(dān)。 這份文件描述應(yīng)用語音識別控制的焊接機器人工作單元。 這是一個復(fù)雜的系統(tǒng) ,涉及多個傳感器及控制投入各種機械操作件和變化多樣的工藝參數(shù)。雖然許多功能是自動化，且為人類監(jiān)督管理能力所控制 ,但在必要時隨時準(zhǔn)備超越這些功能。 在當(dāng)前的 調(diào)查中， 在美國航天局的馬歇爾空間飛行中心可供商業(yè)使用語音識別系統(tǒng)結(jié)合了焊接機器人工作單元的技術(shù)，這一技術(shù)作為試點的評價和開發(fā)先進技術(shù)并用于制造航天 飛機主發(fā)動機。在系統(tǒng)開發(fā)中，有些功能尚不具備自動跟蹤控制 ,因此需要不斷地人力監(jiān)測和實時調(diào)整操作。目前 ,該系統(tǒng)投入方案是通過觸覺指令 (即： 推動按鈕 . 旋轉(zhuǎn)電位計、或者調(diào)整機械裝置 )。由于操作過程中 ,主要監(jiān)測者必須考慮在遠離的過程中尋找適當(dāng)?shù)陌粹o或把手或靠像打字員一樣那種打字時的肌肉記憶。第二種情況，可能由于操作者的的二次反應(yīng)而增加了錯誤發(fā)生的可能性。 一個語音識別系統(tǒng)可減少操作者的反應(yīng)時間。操作者按錯按鈕的可能性了同樣的也會減少。并且 ,操作者勞累也會大大減小。 由于在方案運行的過程中操作者不斷監(jiān)測，可以更快 地觀察到運行狀況改變所帶來的影響。 因此 ,如果超過了預(yù)期值 ,應(yīng)該更快糾正 ,，但不能太過度。 這對減少振蕩 ,使系統(tǒng)更加穩(wěn)定的實現(xiàn)了預(yù)期的價值。 另一個因素是可以改善操作者的安全 .。在一個安全的緊急情況下，機器人的操作者可以采取緊急停止來停止其運行，這種緊急停止模式一般來說是設(shè)置一個大按鈕，按慣例是一種經(jīng)常用的方式。如果操作者無意中發(fā)現(xiàn)自己在危險的情況下，這時也許他有必要采取緊急停止這種模式。如果操作者不能夠按到的按鈕，可他也沒有能力采取必要的行動時，這樣下去，他可能會受重傷。如果操作者者能通過發(fā)出聲音指令來停 止機器人的運行那將會大大的改善操作者的安全，即使操作者在不能按到緊急停止按鈕無法停止機器的情況下也將很安全。 手工調(diào)整有時候需要適應(yīng)焊絲填充到焊接溶池中的位置。填充到正確合適的位置是焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。既可通過手工調(diào)節(jié)機制來控制送絲導(dǎo)管也可給自動控制裝置發(fā)出移動指令來進行調(diào)整。使用語音識別系統(tǒng)可以讓操作者者不必再把機器人控制效應(yīng)得指令文件拿在手中，如自動控制裝置被使用，可以改善操作的反應(yīng)速度和運行穩(wěn)定性。 另一方面，編輯系統(tǒng)程序權(quán)限的安全是工業(yè)機器人在作業(yè)環(huán)境中很重要的一個安全。在任何情況下，任何未經(jīng)授權(quán)的人能 進入程序編輯模式，并且可以改變機器人的控制程序。 一個語音識別系統(tǒng)，可提供必要的安全，使他們那些久久是獲得授權(quán)的人的聲音，才能被機器人系統(tǒng)識別。 背景 美國航天局正在開發(fā)焊接機器人并且焊接自動化設(shè)備來代替目前正在用手工焊接的航天飛機的主發(fā)動機。使用該機器人的程序，可以通過用手工來難以做到的焊接一致性和重復(fù)操作來達到減少焊接缺陷的比例。為此，焊接機可以編成控制額定的焊接通路和所需要的焊接過程參數(shù)， (即焊接電流、焊接速度、焊接電壓、送絲速度等 )。當(dāng)焊接條件改變的時候做一些有價值調(diào)整是很有必要的。一個人用手工來 操作焊接時作出調(diào)整是很容易的，但是機器人的調(diào)節(jié)靠傳感器的智能和必要的人工操作者的方案調(diào)節(jié)。 系統(tǒng)綜述 機器人工作系統(tǒng)的基本情況如圖表所示，最終的系統(tǒng)開發(fā)工作是編輯操作的程序和焊接過程生產(chǎn)線的控制程序，下載這些程序到控制工作單元的電腦，然后使用子系統(tǒng)傳感器修正機器人的運行路徑和過程，使其可變。利用 80/785器人由于程序編輯和實際需要之間的偏差是通過俄亥俄州大學(xué)研究的精密的視覺傳感器來發(fā)現(xiàn)和糾正的。這種傳感系統(tǒng)也設(shè)計成允許測量焊接溶 池表面尺寸和改變電流大小來調(diào)節(jié)焊接溶池保持理想的形狀。目前，仍有許多功能人工控制，而且各個方面的功能都需要人工的操作。如前緒論中所述，引進聲音識別技術(shù)可以改進人工操作的準(zhǔn)確性和反應(yīng)速度。為研究這項技術(shù)， 050聲音識別單機終端被引入到機器人的工作單元中。這個連續(xù)的語音識別系統(tǒng)可以提供多達 10套，每套有 75— 150句話。 把語音識別系統(tǒng)的模擬和離散信號輸入控制。語音識別系統(tǒng)通過 圖 1焊接機器人系統(tǒng)設(shè)計 離散控制信號 在這個項目中，大多數(shù)控制電路是基 于不同的數(shù)字信號。這主要是用在一些國產(chǎn)性質(zhì)的機器人控制器上的。通過語音識別技術(shù)控制的計算機來控制的電路系統(tǒng)是通過一種離散信號來控制，這種信號有緊急停止電路和積極響應(yīng)和消極響應(yīng)電路的功能。 因為任何自動化工作單元中操作者的安全是必須保障的 ,所以應(yīng)把語音識別系統(tǒng)的安全也考慮在內(nèi)。 為達到這一目標(biāo)，貞技術(shù)已引入緊急停止電路的工作單元。機器人工作單元中的緊急停止電路將會停止焊接過程的終止操作者的操作。通過使用數(shù)字貞信號，需要中斷焊接動力供電線路和機器人控制器的繼電器被廣泛使用。由于在這一工作單元中使用的語音識別技術(shù) 這一安全系統(tǒng)，我們又增加了第三種供選擇的緊急停車的方案（除了現(xiàn)在已經(jīng)有的緊急停車按鈕）。 方案是通過操作者在軸配合正按鈕或負按鈕之間選擇來實現(xiàn)控制的。一旦操作者選擇了軸，它可以在理想的距離之內(nèi)控制負按鈕。這種功能的選用是通過控貞信號來控制的，因為貞信號的使用在自動操作中可以糾正運行的錯誤。在這一操作中有必要通過繼電器的正負極的地面信號來達到目的。只因為這些信號很微弱才能達到目的。他們可以通過貞信號遠距離控制。 模擬控制信號 有很多因素影響焊接過程的質(zhì)量，但是焊接電流對焊接質(zhì)量的影響絕不是一個小的因素。正因 為如此，所以焊接電流被選擇為聲音識別系統(tǒng)控制的對象。 使用 0— 10V 直流電壓來控制焊接電源從而控制電流大小，這種電壓可以使電流在焊接過程中從 0— 300子 — 模擬轉(zhuǎn)化器配合的電路在廣泛的使用。這種轉(zhuǎn)換器允許貞信號控制電壓的大小從而使電源能提供合適的焊接電流。這種電路必須允許焊接電源通過工作單元中的其它輔助設(shè)備來控制。 實驗研究 在準(zhǔn)確性和反應(yīng)速度方面通過貞信號控制的各種焊接過程與原始的控制系統(tǒng)進行了比較。目前焊接機器人操作的的輸入誤差提和焊接電流已經(jīng)被引入到機器人程序中。 通過圖表記錄了系統(tǒng)相關(guān) 的信號，可以通過操作者發(fā)覺錯誤和糾正這一錯誤所需要的時間來衡量。反應(yīng)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性也可以通過類似的記錄儀器來分析系統(tǒng)信號的輸入。 結(jié)論 今后的工作將會把語音控制技術(shù)應(yīng)用到焊絲填充速度焊絲填入溶池位置的控制，也會將該技術(shù)用在弧焊電壓控制上。以后，那些現(xiàn)在在機器人編程受到限制的的方案在采用語音識別技術(shù)之后有可能實現(xiàn)。 利用語音識別技術(shù)控制工業(yè)機器人系統(tǒng)非常有前景的。由于航空焊接需要大量人力監(jiān)管過程實時參數(shù)控制所以這項技術(shù)已申請用于航空焊接。 這一技術(shù)的未來發(fā)展將可迅速擴展為機器人的應(yīng)用和非機器人的處理過程。 致謝 在此特別感謝 司的 參考文獻 [1] C. 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