CN205043783U - 一种工业机器人的安全保护控制*** - Google Patents

一种工业机器人的安全保护控制*** Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种工业机器人的安全保护控制***,包括依次按顺序连接的安全信号输入模块、安全单元、主控制器和伺服***;安全单元还和被控输出元件连接,被控输出元件还分别和伺服***与动力电源连接。本实用新型的工业机器人的安全保护控制***,能够保证工业机器人安全可靠运行,同时安全停止方式更合理。

Description

一种工业机器人的安全保护控制***
技术领域
本实用新型涉及工业控制技术领域,具体涉及一种工业机器人的安全保护控制***。
背景技术
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人,是自动执行工作的机器装置,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。由于它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,因此被广泛应用于各个领域,同时机器人使用的安全及防护问题日益突出。目前大多数国产机器人在安全保护控制方面不够完善,安全停止方式单一,不能满足工业现场需求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种工业机器人的安全保护控制***,能够保证工业机器人安全可靠运行,同时安全停止方式更合理。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种工业机器人的安全保护控制***,包括依次连接的安全信号输入模块、安全单元、主控制器和伺服***;所述安全单元还和被控输出元件连接,所述被控输出元件还分别和伺服***与动力电源连接。
本实用新型的有益效果是:通过安全单元对输入的安全信号进行处理,从而控制机器人进行安全停止以及切断电源,能够保证工业机器人安全可靠运行,同时安全停止方式更合理;安全单元与主控制器的通信,实现安全单元与控制器的信息交换及相互监控。
在上述技术方案的基础上,本实用新型还可以做如下改进。
进一步,所述所述安全信号输入模块包括分别与安全单元连接的紧急停止信号输入单元、使能开关信号输入单元、安全门信号输入单元、模式选择信号输入单元、抱闸电源检测输入单元、伺服报警信号输入单元和上电按钮。
采用上述进一步方案的有益效果是:避免了现有技术中机器人安全停止方式单一,不能满足工业现场需求的方式。
进一步,所述模式选择信号输入单元采用3位钥匙开关。
采用上述进一步方案的有益效果是:通过3位钥匙开关将安全信号输入模块输入的信号区分为手动模式和自动模式,进而根据不同模式下的输入信号确定相应的停止方式,使得安全停止更合理。
进一步,使能开关信号输入单元、安全门信号输入单元、抱闸电源检测输入单元、伺服报警信号输入单元均设置为按钮。
进一步,所述紧急信号停止输入单元采用双回路方式。
进一步,所述紧急停止信号输入单元的信号通过转接板接入安全单元。
采用上述进一步方案的有益效果是:便于对应实现紧急停止功能的扩展与屏蔽,当不需要该功能时,则利用回路将此功能屏蔽掉,如自动模式下示教器的热插拔。
进一步,所述被控输出元件采用两个直流控制接触器串联,并且与安全单元构成EDM回路。
采用上述进一步方案的有益效果是:能够安全、可靠的实现伺服***与动力电源的连通与切断。
进一步,所述安全单元与所述主控制器为串行通信方式。
进一步,主控制器通过实时工业以太网与伺服***通信。
进一步,所述安全单元采用安全控制器。
采用上述进一步方案的有益效果是:该系列的安全控制器具备自我检测和监控、可靠的电气元件,反馈回路等安全措施,保证在本身缺陷或外部故障的情况下,依然能够保证安全功能。
附图说明
图1为本实用新型一种工业机器人的安全保护控制***的结构示意图;
图2为本实用新型中紧急信号停止输入单元的电路结构示意图。
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1、安全信号输入模块,11、紧急停止信号输入单元,12、使能开关信号输入单元,13、安全门信号输入单元,14、模式选择信号输入单元,15、抱闸电源检测输入单元,16、伺服报警信号输入单元,17、上电按钮,2、安全单元,3、主控制器,4、被控输出元件,5、伺服***,6、动力电源。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本实用新型,并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示,一种工业机器人的安全保护控制***,包括依次按顺序连接的安全信号输入模块1、安全单元2、主控制器3和伺服***5;安全单元2还和被控输出元件4连接,被控输出元件4还分别和伺服***5与动力电源6连接。主控制器2通过以太网与伺服***5通信。安全单元2与所述主控制器3为串行通信方式。
安全单元1采用安全控制器,其采用冗余、多样的结构,具备自我检测和监控、可靠的电气元件,反馈回路等安全措施,保证在本身缺陷或外部故障的情况下,依然能够保证安全工作,并且可以及时地将故障检测出来。安全控制器可以采用G9SP系列的,但不限于此系列的安全控制器。
被控输出元件4采用两个直流控制接触器串联,直流控制器接触器带辅助触点,与安全单元2构成EDM回路实现检测功能。
安全信号输入模块1包括:紧急停止信号输入单元11、使能开关信号输入单元12、安全门信号输入单元13、模式选择信号输入单元14、抱闸电源检测输入单元15、伺服报警信号输入单元16、上电按钮17;其中,使能开关信号输入单元12、安全门信号输入单元13、抱闸电源检测输入单元15、伺服报警信号输入单元16均设置为按钮。
通过抱闸电源检测输入单元15对抱闸电源进行检测,能够避免工业机器人在抱闸没有打开的情况下运行,造成抱闸装置甚至电机的损坏。
上电按钮17是本实用新型的***在故障恢复后的复位装置,***对机器人控制***正常启动和故障恢复采用不同的处理方式,具体为:机器人控制***正常启动,安全单元2采集的安全输入信号正常时,不用按上电按钮17,伺服***5与动力电源3直接接通;当机器人控制***故障恢复,必须按上电按钮17,伺服***5与动力电源3才能接通。
紧急停止信号输入单元11包括控制柜紧急停止信号、示教器紧急停止信号和外部紧急停止信号三种信号输入方式。紧急停止信号输入单元11采用双回路方式,且紧急信号停止输入单元11的信号通过转接板接入安全单元2,具体如图2所示,当将端口2和端口3短接,同时将端口6和端口7短接时,则代表将示教器所在的电路切断,使示教器急停功能旁路;当将端口1和端口2短接,同时将端口7和端口8短接时,则代表将控制柜急停功能旁路;当将端口3和端口4短接,同时将端口5和端口6短接时,则代表将外部急停功能旁路。
机器人的停止方法分为stop0,stop1,stop2三种,如下所述:
stop0:断电停止,代表立即断开伺服电源,使机器人的动作在一瞬间停止的机器人停止方法。采用这种方法,机器人减速运动的轨迹得不到控制;
stop1:控制停止,指通过机器人主控制器控制,使机器人在动作减速后断开伺服电源、机器人的停止方法,采用这种方法,机器人减速运动的轨迹受控;
stop2:保持,指维持伺服电源,使得机器人的动作减速停止的,机器人的停止方法。
工业机器人的安全保护控制***根据故障类型采用stop0,stop1,stop2三种方法进行安全停止控制,安全停止逻辑如表1所示:
表1安全停止逻辑
触发条件 手动模式 自动模式
松摇杆或Play键 Stop 2 ---
按Stop/Pause键 --- Stop 2
松开使能按钮 Stop 0 ---
运行模式选择 Stop 0 Stop 0
安全门信号 Stop 0 Stop 1
急停按钮 Stop 0 Stop 1
外部关键故障信号 Stop 0 Stop 1
伺服***故障 Stop 0 Stop 0
抱闸电源故障 Stop 0 Stop 0
主控制器严重故障 Stop 0 Stop 0
“---”表示该模式下无此需求
其中,模式选择信号输入单元为一个3位的钥匙开关,带有两个触点,通过模式选择信号输入单元选择安全信号输入模块中的各个信号输入单元的信号输入方式为手动模式还是自动模式,从而根据不同模式下的不同输入信号选择不同的停止方式。
本实用新型的工业机器人安全控制***,安全单元2采集安全信号输入模块的信号,并进行处理,当处理结果为stop0时,安全单元2控制被控输出元件4切断伺服***5与动力电源3的连接,从而断开电源,使工业机器人的动作在一瞬间停止;当处理结果为stop1时,安全单元2发送控制信号给主控制器3,主控制器3根据控制信号控制机器人在动作减速后再切断伺服***5与动力电源3的连接;当处理结果为stop2时,则安全单元2发送控制信号给主控制器3,主控制器3根据控制信号控制机器人在动作减速时不断开电源,依然维持电源。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工业机器人的安全保护控制***,其特征在于,包括依次连接的安全信号输入模块(1)、安全单元(2)、主控制器(3)和伺服***(5);所述安全单元(2)还和被控输出元件(4)连接,所述被控输出元件(4)还分别和伺服***(5)与动力电源(6)连接。
2.根据权利要求1所述一种工业机器人的安全保护控制***,其特征在于,所述安全信号输入模块(1)包括分别与安全单元(2)连接的紧急停止信号输入单元(11)、使能开关信号输入单元(12)、安全门信号输入单元(13)、模式选择信号输入单元(14)、抱闸电源检测输入单元(15)、伺服报警信号输入单元(16)和上电按钮(17)。
3.根据权利要求2所述一种工业机器人的安全保护控制***,其特征在于,所述模式选择信号输入单元(14)采用3位钥匙开关。
4.根据权利要求2所述一种工业机器人的安全保护控制***,其特征在于,使能开关信号输入单元(12)、安全门信号输入单元(13)、抱闸电源检测输入单元(15)、伺服报警信号输入单元(16)均设置为按钮。
5.根据权利要求2所述一种工业机器人的安全保护控制***,其特征在于,所述紧急信号停止输入单元(11)采用双回路方式。
6.根据权利要求5所述一种工业机器人的安全保护控制***,其特征在于,所述紧急停止信号输入单元(11)通过转接板接入安全单元(2)。
7.根据权利要求1所述一种工业机器人的安全保护控制***,其特征在于,所述被控输出元件(4)采用两个直流控制接触器串联,并且与安全单元(2)构成EDM回路。
8.根据权利要求1所述一种工业机器人的安全保护控制***,其特征在于,所述安全单元(2)与所述主控制器(3)为串行通信方式。
9.根据权利要求1所述一种工业机器人的安全保护控制***,其特征在于,所述主控制器(3)通过实时工业以太网与伺服***(5)通信。
10.根据权利要求1所述一种工业机器人的安全保护控制***,其特征在于,所述安全单元(2)采用安全控制器。
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