CN108724223B

CN108724223B - 机器人控制装置

Info

Publication number: CN108724223B
Application number: CN201710647033.9A
Authority: CN
Inventors: 金正焕; 尹教喆; 曹银祥; 金钟硕
Original assignee: Robstar Robot Co ltd
Current assignee: Robstar Robot Co ltd
Priority date: 2017-04-14
Filing date: 2017-08-01
Publication date: 2021-09-21
Anticipated expiration: 2037-08-01
Also published as: KR101799999B1; CN108724223A

Abstract

本发明公开一种机器人控制装置。根据本发明的一实施例的机器人控制装置，包括：机器人控制器，与机器人连接而控制所述连接的机器人的动作；及示教器，与所述机器人控制器连接，根据使用者的操作生成控制所述机器人的动作的控制信号，向所述机器人控制器传送，并且，所述机器人控制器，包括：控制部，对于从所述示教器输入的与安全无关的第1控制信号进行处理，输出控制指令；安全PLC(Programmable Logic Control)，通过软连线逻辑对于从所述示教器输入的与安全有关的第2控制信号进行处理，输出安全信号；及安全单元，通过硬连线逻辑对于从所述安全PLC输入的安全信号或从所述示教器输入的与安全有关的第3控制信号进行处理，输出为控制所述机器人的紧急停止的紧急停止指令。

Description

机器人控制装置

技术领域

本发明涉及机器人控制技法，尤其，涉及一种混用硬连线逻辑和软连线逻辑的机器人控制装置(APPARATUS FOR CONTROLLING ROBOT)。

背景技术

一般而言，运转机械或工业用机器人等通过电机驱动的机械，根据安全性对策等邀请，按压控制装置内的紧急停止按钮或发出警报，紧急停止机器人。

以往的控制装置采用的是为了共同地实现序列采用了工作硬连线(hard wired)方式，其不进行焊接或接线或管路布置则无法控制。

通过硬连线方式的机械控制的优点是其为非常确实视觉上容易确认的物象装置，但，也有制造成本较高、更改配置时难以变更修改程序的缺点。

为了解决硬连线方式的结构性的问题，正在使用软连线(soft wired)方式的PLC，此类软连线方式的特征为只要变更程序即可变更逻辑。

例如，登录专利公报第10-1704094号提出的机器人***是将安全PLC设置在机器人控制器内部，进行紧急停止信号处理。尤其，上述提出的机器人***是在安全PLC中处理有关安全的所有信号。

上述的软连线方式的优点是只变更程序即可容易地变更逻辑，但，也存在因程序的错误而发生误操作的可能性。

【先行技术文献】

【专利文献】

(专利文献1)登录专利公报第10-1704094号、公告日期2017.02.07.

发明内容

要解决的技术问题

为了解决如上所述的以往技术的问题点，本发明的目的为提供一种机器人控制装置，形成有由硬连线逻辑形成的安全单元和由软连线逻辑形成的安全PLC，第1优先顺序的控制信号是直接向安全单元输入进行处理，第2优先顺序的控制信号向安全PLC输入进行处理。

只是，本发明的目的并非限定于上述目的，在不脱离本发明的思想及领域的前提下可进行各种扩张。

解决问题的技术方案

为了达到上述目的，根据本发明的一实施例的机器人控制装置，包括：机器人控制器，与机器人连接而控制所述连接的机器人的动作；及示教器，与所述机器人控制器连接，根据使用者的操作生成控制所述机器人的动作的控制信号，向所述机器人控制器传送，并且，所述机器人控制器，包括：控制部，对于从所述示教器输入的与安全无关的第1控制信号进行处理，输出控制指令；安全PLC(Programmable Logic Control)，通过软连线逻辑对于从所述示教器输入的与安全有关的第2控制信号进行处理，输出安全信号；及安全单元，通过硬连线逻辑对于从所述安全PLC输入的安全信号或从所述示教器输入的与安全有关的第3控制信号进行处理，输出为控制所述机器人的紧急停止的紧急停止指令。

并且，所述示教器包括由根据使用者的操作生成控制信号的多个开关构成的输入部，并且，所述输入部，包括：第1开关，生成与所述安全无关的第1控制信号；第2开关，生成与所述安全有关具有第2优先顺序的第2控制信号；及第3开关，生成与所述安全有关具有第1优先顺序的第3控制信号。

并且，所述第2开关，包括：

模式转换开关，生成用于对所述机器人的自动运转模式与示教模式之间进行模式转换的第2控制信号；及启动开关，生成根据所述作业者的操作状态紧急停止所述机器人的第2控制信号。

并且，所述第3开关包括生成为紧急停止所述机器人的第3控制信号的紧急停止按钮。

并且，所述示教器将从所述第1开关生成的所述第1控制信号向所述控制部输出，将从所述第2开关生成的所述第2控制信号向所述安全PLC输出，将从所述第3开关生成的所述第3控制信号向所述安全单元输出。

并且，所述示教器还包括输出根据所述使用者的开关操作进行处理的结果的输出部。

并且，所述机器人控制器在与所述安全有关的控制信号中向所述第3控制信号赋予最高的第1优先顺序，而最优先地进行处理。

并且，所述机器人控制器还包括继电器，其能够开启或关闭而向根据从所述安全单元输出的所述紧急停止指令而驱动所述机器人的伺服电动机供应或切断电源。

并且，根据本发明的机器人控制装置，所述机器人还包括生成用于紧急停止的第4控制信号的至少一个安全设备；并且，从所述至少一个安全设备生成的所述第4控制信号直接输入至所述安全单元。

本发明的另一实施的机器人控制装置，包括：

机器人控制器，与机器人连接，控制所述连接的机器人的动作；及

示教器，与所述机器人控制器连接，根据使用者的动作生成为控制所述机器人的动作的控制信号，向所述机器人控制器传送；

并且，所述机器人控制器，包括：控制部，将从所述示教器输入的与安全无关的第1控制信号进行处理，并输出控制指令；安全单元，将从所述示教器输入的与安全有关的第3控制信号通过硬连线逻辑进行处理，并输出安全信号；及安全PLC(Programmable LogicControl)，将从所述安全单元输入的安全信号或从所述示教器输入的与安全有关的第2控制信号通过软连线逻辑进行处理，并输出为控制所述机器人的紧急停止的紧急停止指令。

并且，所述示教器包括由根据使用者的操作生成控制信号的多个开关构成的输入部，并且，所述输入部包括：第1开关，生成与所述安全无关的第1控制信号；第2开关，生成与所述安全有关的第2优先顺序的第2控制信号；及第3开关，生成与所述安全有关的第1优先顺序的第3控制信号。

并且，所述第2开关包括：模式转换开关，生成对所述机器人的自动运转模式与示教模式之间进行模式转换的第2控制信号；及启动开关，生成根据所述作业者的操作状态紧急停止所述机器人的第2控制信号。

并且，所述示教器将从所述第1开关生成的所述第1控制信号输出至所述控制部，将从所述第2开关生成的所述第2控制信号输出至所述安全PLC，将从所述第3开关生成的所述第3控制信号输出至所述安全单元。

发明效果

如上所述，本发明形成有由硬连线逻辑形成的安全单元和由软连线逻辑形成的安全PLC，第1优先顺序的控制信号直接向安全单元输入进行处理，第2优先顺序的控制信号向安全PLC输入进行处理，从而，能够在危险情况下稳定地进行控制。

并且，本发明能够防止因安全PLC的程序错误引起的机器人的误运转。

并且，本发明能够在危险状况下稳定地控制机器人，因此，能够提高使用机器人控制***的作业者的信任度。

附图说明

图1为表示根据本发明的一实施例的机器人***的整体性构成的附图；

图2为表示图1中图示的示教器终端的详细构成的附图；

图3为表示根据本发明的一实施例的机器人控制器的详细构成的附图；

图4为表示本发明的其他实施例的机器人控制器的详细构成的附图。

附图标记说明

100:示教器

110:输入部

120:输出部

200:安全设备

300:机器人控制器

310:控制部

320:安全PLC

330:安全单元

340:继电器

400:机器人

具体实施方式

后述的有关本发明的详细说明参照示例图示实施本发明的特征实施例的附图。这些实施例要充分地进行详细说明而使得本发明的技术领域的技术人员容易地实施本发明。

本发明的各种实施例虽然相互不同但相互不排他。例如，在此记载的特定形状、结构及特性与一实施例有关地不脱离本发明的精神及范围的前提下可以其他的实施例体现。并且，各个公开的实施例的个别构成要素的位置或配置在不脱离本发明的精神及范围的前提下可进行变更。从而，后述的详细说明并非为了用于限定性的意义，本发明的范围要与权利要求申请的均等的范围内只根据权利要求项而被限定。附图中类似的参照符号指称各个侧面上相同或类似的功能。

以下，参照附图说明本发明的示例性的实施形态的机器人控制装置。

本发明提供一种形成有由硬连线逻辑形成的安全单元和由软连线逻辑形成的安全PLC，第1优先顺序的控制信号直接向安全单元输入进行处理，第2优先顺序的控制信号直接向安全PLC输入进行处理的新的控制方案。

1)硬连线逻辑的情况

通过继电器(relay)进行顺序控制时，通过配线作业组装设备的逻辑体现。此类装置的机械性控制的优点是其为非常明确并容易视觉上确认的物象性装置，相反，也存在因磨损的不确定性、较高的制造成本、变更配置时不易修改和变更程序。

2)软连线逻辑的情况

以程序软件代替构成继电器线路的逻辑而使用废弃配线作业的逻辑体现。此类逻辑能够节省PLC硬件的价格，无需配线作业，因此，能够节省制造成本，经济性优秀，容易设计，发生配线作业等人为误差及故障的可能性较低，并且，发生问题时容易查出原因，但，存在因程序的错误而发生误运转的可能性。

可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller)是通过程序的变更进行伦理控制的装置。即，是一种通过顺次逻辑只进行开/关控制的小型电脑，其接收开/关信号进行既定的开/关控制，因此，能够进行信号灯控制、自动化机械控制等，是在工厂自动化及计算机集成制造(CIM)中必需使用的核心装置。PLC将控制装置内的继电器、计时器、计数器等功能以直接元件即集成电路(Integrated Circuit)、晶体管(Transistor)代替，以顺序控制(sequence control)为基本，而执行数据演算、算数演算、数据传送的功能和反馈功能的自律性的制装置。即，用半导体元件IC代替以往的各种控制装置上使用的各种继电器、计时器、计数器等功能的一种微型计算机。

图1为表示根据本发明的一实施例的机器人***的整体性构成的附图。参照图1，根据本发明的一实施例的机器人***，包括：示教器(100)、安全设备(200)、机器人控制器(300)、机器人(400)。

示教器(100)根据使用者的选单或键盘操作发生为控制机器人的动作的控制信号。示教器(100)与机器人控制器(300)连接而将发生的控制信号向机器人控制器(300)传送。

此时，控制信号是为控制机器人的动作的控制信号，包括与安全无关的控制信号和与安全有关的控制信号。

例如，1)与安全无关的控制信号是为了控制由上、下、左、右的动作或旋转动作等有关作业的机器人的一般性的动作而使得伺服电动机的驱动电流有效的第1控制信号。

2)与安全有关的控制信号根据优先顺序区分为第2控制信号和第3信号。第2控制信号为对机器人的自动运转模式和示教模式之间转换模式的信号、根据作业者的操作状态而使得所述机器人紧急停止的信号。第3控制信号为用于紧急停止机器人的信号。

此时，第3控制信号接收第1优先顺序，第2控制信号接收第2优先顺序。第1优先顺序高于第2优先顺序的优先顺序，因此，第3控制信号相比第2控制信号优先地进行处理。

在此以只向有关安全的控制信号赋予优先顺序的情况为示例进行了说明，但，并非限定于此，与安全有关的控制信号和有关安全的控制信号都可赋予优先顺序。

例如，可向第3控制信号赋予第1优先顺序，向第2控制信号赋予第2优先顺序，向第1控制信号赋予第3优先顺序。

安全设备(200)是在机器人的周边上设置的设备上安装的器械，根据使用者的操作发生用于紧急停止机器人的控制信号，并与机器人控制器(300)连接而将发生的控制信号传送至机器人控制器(300)。

机器人控制器(300)连接至示教器(100)和安全设备(200)，从示教器(100)和安全设备(200)接收控制信号，并以接收的控制信号为基础对机器人(400)进行控制。

作为一例，机器人控制器(300)从示教器(100)接收提供的第1控制信号，并将接收的第1控制信号进行处理，输出控制指令。

作为另一示例，机器人控制器(300)从示教器(100)和安全设备(200)接收第2控制信号或第3控制信号，并将接收的第2控制信号或第3控制信号进行处理，输出紧急停止指令。

此时，优选地，示教器(100)、安全设备(200)通过有线与机器人控制器(300)连接，机器人控制器(300)通过有线与机器人(400)连接，但，并非限定于此，可通过无线连接。

机器人(400)是根据使用者的操作而工作的机器人，例如，在工厂等为了提高生产性或节省劳动力而使用的工业用机器人。

图2为表示在图1中图示的示教器的详细构成的附图。

参照图2，根据本发明的一实施例的示教器(100)，包括：输入部(110)、输出部(120)。

输入部(110)根据使用者的选单或键盘操作接收输入的信息。上述的输入部(110)可包括为控制机器人的多个开关。

此时，输入部(110)可包括生成与安全无关的第1控制信号的至少一个开关、生成与安全有关的第2控制信号和第3控制信号的至少一个开关。

作为一例，输入部(110)作为发生与安全无关的控制信号的开关形成有使得伺服电动机的驱动电流有效的伺服启动开关。

作为另一示例，输入部(110)作为发生与安全有关的控制信号的开关，形成有生成用于对于机器人的自动运转模式和示教模式之间转换模式的第2控制信号的模式转换开关、根据作业者的操作状态生成使得机器人紧急停止的第2控制信号的启动开关、生成紧急停止机器人的第3控制信号的紧急停止按钮。

在此，启动开关称为驾驶失知制动装置(dead man's switch)，在作业者失去操纵能力时，能够自动地采取安全措施的装置。

上述的启动开关，例如，可适用用脚踩的形态或用手抓住的形态、放置手的形态或倚靠的形态等各种动作方式。

输出部(120)输出与根据开关操作处理的作业有关的处理结果。例如，输出部(120)输出告知根据模式转换开关的操作被转换的模式为自动运转模式或示教模式，或告知根据紧急停止按钮的操作而发生紧急停止信号的处理结果。

输出部(120)从机器人控制器接收与作业有关的处理结果。上述的输出部(120)，例如可为表示处理结果的显示器。

根据本发明的一实施例，第1优先顺序的控制信号向安全单元直接输入进行处理，第2优先顺序的控制信号向安全PLC输入进行1次处理后，向安全单元输入进行2次处理。

图3为表示根据本发明的一实施例的机器人控制器的详细构成的附图。

参照图3，根据本发明的一实施例的机器人控制器(300)，包括：控制部(310)、安全PLC(320)、安全单元(330)、继电器(340)。

控制部(310)接收从示教器输入的第1控制信号，将接收的第1控制信号进行处理，并向机器人输出为控制机器人的控制指令。

上述的控制部(310)包括处理器、存储器等而构成。

安全PLC(320)由软连线逻辑体现，从示教器接收第2控制信号，将其接收的第2控制信号进行1次处理，将安全信号向安全单元(330)输出。在此，第2控制信号可包括对机器人的自动运转模式与示教模式之间转换模式的信号、根据使用者的操作状态紧急停止机器人的信号。

安全单元(330)由硬连线逻辑体现，从安全PLC(320)接收第2控制信号并将其接收的第2控制信号进行2次处理，输出继电器开/关信号。

安全单元(330)从示教器接收第3控制信号或从安全设备接收第4控制信号，并将其输入接收的第3控制信号或第4控制信号进行处理，输出继电器开/关信号。在此，第3控制信号和第4控制信号可包括为紧急停止机器人的信号。

此时，安全单元(330)如果第2控制信号一同同时输入接收第3控制信号或第4控制信号时，根据优先顺序，优先处理第3控制信号或第4控制信号。

继电器(340)根据继电器开/关信号阻断或供应向机器人供应的伺服电动机电源。例如，继电器(340)接收继电器开启信号时，阻断向机器人供应的伺服电动机的电源。

根据本发明的另一实施例，第1优先顺序的控制信号直接向安全单元输入进行1次处理后，向安全PLC输入进行2次处理，第2优先顺序的控制信号向安全PLC输入直接进行处理。

图4为表示根据本发明的另一实施例的机器人控制器的详细构成的附图。

参照图4，根据本发明的一实施例的机器人控制器(300)，包括控制部(311)、安全PLC(321)、安全单元(331)、继电器(341)而构成，各个构成要素与图3相同，但，其处理过程不同地构成。

在此，只简单地说明构成要素之间的处理过程。

安全PLC(321)从示教器接收第2控制信号，并将其接收的第2控制信号进行处理，输出继电器开/关信号。

安全单元(331)从示教器接收第3控制信号并将其接收的第3控制信号进行1次处理，将安全信号向安全PLC(321)输出。

安全PLC(321)从安全单元(331)接收第3控制信号并将其接收的第3控制信号进行2次处理，输出继电器开/关信号。

以上在实施例中说明的特征、结构、效果等包含在本发明的一个实施例，并非限定于一个实施例。并且，本实施例的技术领域的通常技术人员在其他实施例中也可进行组合或变更实施各个实施例种示例的特征、结构、效果等。从而，与此类组合和变形有关的内容应当包含在本发明的范围。

并且，以上以实施例为中心进行了说明，但，其只是示例性的，并非为了限定本发明，本发明的技术领域的普通技术人员应当理解在不脱离本实施例的本质性的特征的前提下，可进行以上未示例的各种变形和应用。例如，在实施例中详细地表示的各个构成要素可进行变更实施。并且，与此类变形和应用有关的差异点应当包含在权利要求书的范围规定的本发明的范围内。

Claims

1.一种机器人控制装置，其特征在于，包括：

机器人控制器，与机器人连接而控制所述连接的机器人的动作；及

示教器，与所述机器人控制器连接，根据使用者的操作生成控制所述机器人的动作的控制信号，向所述机器人控制器传送，

并且，所述机器人控制器包括：

控制部，在从所述示教器直接输入了与安全无关的第1控制信号的情况下，对所输入的第1控制信号进行处理，输出控制指令；

安全PLC(Programmable Logic Control)，在从所述示教器直接输入了与安全有关且具有第2优先顺序的第2控制信号的情况下，通过软连线逻辑对所输入的第2控制信号进行处理，输出安全信号；及

安全单元，在从所述安全PLC直接输入了所述安全信号或从所述示教器直接输入了与安全有关且具有第1优先顺序的第3控制信号的情况下，通过硬连线逻辑对所输入的信号进行处理，输出为控制所述机器人的紧急停止的紧急停止指令。

2.根据权利要求1所述的机器人控制装置，其特征在于，

所述示教器包括由根据使用者的操作生成控制信号的多个开关构成的输入部，

并且，所述输入部包括：

第1开关，生成所述第1控制信号；

第2开关，生成所述第2控制信号；及

第3开关，生成所述第3控制信号。

3.根据权利要求2所述的机器人控制装置，其特征在于，

所述第2开关包括：

模式转换开关，生成用于对所述机器人的自动运转模式与示教模式之间进行模式转换的第2控制信号；及

启动开关，生成根据所述使用者的操作状态紧急停止所述机器人的第2 控制信号。

4.根据权利要求2所述的机器人控制装置，其特征在于，

所述第3开关包括生成为紧急停止所述机器人的第3控制信号的紧急停止按钮。

5.根据权利要求2所述的机器人控制装置，其特征在于，

所述示教器将从所述第1开关生成的所述第1控制信号向所述控制部输出，

将从所述第2开关生成的所述第2控制信号向所述安全PLC输出，

将从所述第3开关生成的所述第3控制信号向所述安全单元输出。

6.根据权利要求2所述的机器人控制装置，其特征在于，

所述示教器还包括输出根据所述使用者的开关操作进行处理的结果的输出部。

7.根据权利要求2所述的机器人控制装置，其特征在于，

所述机器人控制器在与所述安全有关的控制信号中向所述第3控制信号赋予最高的第1优先顺序，而最优先地进行处理。

8.根据权利要求1所述的机器人控制装置，其特征在于，

所述机器人控制器还包括继电器，其能够开启或关闭而向根据从所述安全单元输出的所述紧急停止指令而驱动所述机器人的伺服电动机供应或切断电源。

9.根据权利要求1所述的机器人控制装置，其特征在于，

所述机器人控制装置还包括生成用于使所述机器人紧急停止的第4控制信号的至少一个安全设备；

并且，从所述至少一个安全设备生成的所述第4控制信号直接输入至所述安全单元。

10.一种机器人控制装置，其特征在于，包括：

并且，所述机器人控制器包括：

控制部，在从所述示教器直接输入了与安全无关的第1控制信号的情况下，对所输入的第1控制信号进行处理，并输出控制指令；

安全单元，在从所述示教器直接输入了与安全有关且具有第1优先顺序的第3控制信号的情况下，通过硬连线逻辑对所输入的第3控制信号进行处理，并输出安全信号；及

安全PLC(Programmable Logic Control)，在从所述安全单元输入了所述安全信号或从所述示教器输入了与安全有关且具有第2优先顺序的第2控制信号的情况下，通过软连线逻辑对所输入的信号进行处理，并输出为控制所述机器人的紧急停止的紧急停止指令。

11.根据权利要求10所述的机器人控制装置，其特征在于，

并且，所述输入部包括：

第1开关，生成所述第1控制信号；

第2开关，生成所述第2控制信号；及

第3开关，生成所述第3控制信号。

12.根据权利要求11所述的机器人控制装置，其特征在于，

13.根据权利要求11所述的机器人控制装置，其特征在于，

所述第2开关包括：

模式转换开关，生成对所述机器人的自动运转模式与示教模式之间进行模式转换的第2控制信号；及

启动开关，生成根据所述使用者的操作状态紧急停止所述机器人的第2控制信号。

14.根据权利要求11所述的机器人控制装置，其特征在于，

所述示教器将从所述第1开关生成的所述第1控制信号输出至所述控制部，

将从所述第2开关生成的所述第2控制信号输出至所述安全PLC，

将从所述第3开关生成的所述第3控制信号输出至所述安全单元。