CN108858190A - 伺服控制系统的安全监控装置 - Google Patents

Abstract

一种伺服控制系统的安全监控装置，包括控制单元、伺服驱动单元、伺服电机、备用控制单元、制动装置，控制单元与伺服驱动单元电连接，伺服驱动单元与伺服电机电连接，控制单元与备用控制单元电连接，备用控制单元与制动装置电连接，制动装置与伺服电机电连接，在控制单元出现控制异常的时候，控制单元向备用控制单元发送紧急制动指令，使得备用控制单元控制制动装置停止伺服电机，在超出伺服电机控制的状况时，会桁架机器人失控，造成桁架机器人和其他设备损坏，存在安全隐患。

Description

伺服控制系统的安全监控装置

技术领域

本发明涉及伺服电机控制领域，尤其涉及一种伺服控制系统的安全监控装置。

背景技术

现有的铸造工厂现场，智能化设备桁架机器人用于铸造工厂的搬运工作，将清砂、浸涂、微波烘干、组芯各工序有序的衔接贯通，整体的操作智能化程度提高，降低操作人员的劳动强度，提升铸造效率。但随之而来是桁架机器人在使用时存在盲区，会出现相互碰撞，以及在超出伺服电机控制的状况时，会桁架机器人失控，造成桁架机器人和其他设备损坏，存在安全隐患。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种伺服控制系统的安全监控装置，避免造成桁架机器人和其他设备损坏，消除安全隐患。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种伺服控制系统的安全监控装置，包括控制单元、伺服驱动单元、伺服电机、备用控制单元、制动装置，控制单元与伺服驱动单元电连接，伺服驱动单元与伺服电机电连接，控制单元与备用控制单元电连接，备用控制单元与制动装置电连接，制动装置与伺服电机电连接，在控制单元出现控制异常的时候，控制单元向备用控制单元发送紧急制动指令，使得备用控制单元控制制动装置停止伺服电机。

最优的，所述“控制单元出现控制异常”具体为，控制单元对伺服驱动单元不能发出正确的控制指令或者控制单元与伺服驱动单元之间无法通讯。

最优的，在控制单元中设置驱动单元的工作区域，即设定极限参数，当驱动单元超出工作区域，驱动单元发出超范围信号给伺服驱动单元，伺服驱动单元向控制单元反馈，控制单元接收信号后向伺服驱动单元发出停止指令，伺服驱动单元控制伺服电机停止。

最优的，还包括非接触距离传感器，非接触距离传感器与备用控制单元电连接，在非接触距离传感器距离物体为设定距离时，非接触距离传感器发送避让信号给备用控制单元，备用控制单元向控制单元反馈，控制单元接收信号后向伺服驱动单元发出停止指令，伺服驱动单元控制伺服电机停止。

最优的，还包括限位开关，限位开关与备用控制单元电连接，当驱动单元触发限位开关后，限位开关向备用控制单元发送越位信号，当备用控制单元接收到越位信号后，备用控制单元向控制单元反馈，控制单元接收信号后向伺服驱动单元发出停止指令，伺服驱动单元控制伺服电机停止。

最优的，还包括非接触距离传感器，非接触距离传感器与备用控制单元电连接，当驱动单元超出工作区域，驱动单元发出超范围信号给伺服驱动单元，伺服驱动单元向控制单元反馈，伺服驱动单元向备用控制单元反馈，控制单元继续维持原状态，当非接触距离传感器距离物体为设定距离时，非接触距离传感器发送避让信号给备用控制单元，当备用控制单元接收到超范围信号后又接受到了避让信号，备用控制单元向控制单元反馈，控制单元接收信号后向伺服驱动单元发出停止指令，伺服驱动单元控制伺服电机停止。

一种桁架的伺服控制系统安全监控装置，包括桁架机器人，在桁架机器人上安装上述的伺服控制系统的安全监控装置。

最优的，桁架机器人包括示教模式，示教模式就是操作人员在对新运行程序进行规划程序操作；在示教模式时，非接触距离传感器与备用控制单元电连接，在非接触距离传感器距离物体为设定距离时，非接触距离传感器发送避让信号给备用控制单元，备用控制单元向控制单元反馈，控制单元接收信号后向伺服驱动单元发出停止指令，伺服驱动单元控制伺服电机停止。

最优的，所述桁架机器人还包括自动模式，自动模式就是桁架机器人按照设定好的程序进行操作；在自动模式时，在控制单元中设置驱动单元的工作区域，即设定极限参数，当驱动单元超出工作区域，驱动单元发出超范围信号给伺服驱动单元，伺服驱动单元向控制单元反馈，控制单元接收信号后向伺服驱动单元发出停止指令，伺服驱动单元控制伺服电机停止；当驱动单元超出工作区域，且触发限位开关后，限位开关向备用控制单元发送越位信号，当备用控制单元接收到越位信号后，备用控制单元向控制单元反馈，控制单元接收信号后向伺服驱动单元发出停止指令，伺服驱动单元控制伺服电机停止。

最优的，所述桁架机器人包括桁架和抓手，在桁架机器人的每个工作站点，设置桁架的工作区域；在工作区域外围设定极限开关；在抓手的外周设置至少四个非接触距离传感器。

由上述技术方案可知，本发明提供的伺服控制系统的安全监控装置，在原来伺服驱动单元的基础上添加了一套非接触传感器和备用控制单元控制系统，起到备用的作用，在极端情况下利用制动装置直接控制伺服电机，防止桁架在盲区碰撞，同时在伺服电机失去控制时，紧急停止桁架机器人。

附图说明

附图1是伺服控制系统的安全监控装置的示意图。

图中：控制单元10、伺服驱动单元20、伺服电机30、备用控制单元40、制动装置50、非接触距离传感器60、限位开关70。

具体实施方式

结合本发明的附图，对发明实施例的技术方案做进一步的详细阐述。

参照附图1所示，伺服控制系统的安全监控装置有如下几个实施例。

实施例1：

一种伺服控制系统的安全监控装置，包括控制单元10、伺服驱动单元20、伺服电机、备用控制单元40、制动装置50，控制单元10与伺服驱动单元20电连接，伺服驱动单元20与伺服电机电连接，控制单元10与备用控制单元40电连接，备用控制单元40与制动装置50电连接，制动装置50与伺服电机电连接，在控制单元10出现控制异常的时候，即控制单元10对伺服驱动单元20不能发出正确的控制指令或者控制单元10与伺服驱动单元20之间无法通讯，控制单元10向备用控制单元40发送紧急制动指令，使得备用控制单元40控制制动装置50停止伺服电机。

实施例2：

一种伺服控制系统的安全监控装置，包括控制单元10、伺服驱动单元20、伺服电机、备用控制单元40、制动装置50，控制单元10与伺服驱动单元20电连接，伺服驱动单元20与伺服电机电连接，控制单元10与备用控制单元40电连接，备用控制单元40与制动装置50电连接，制动装置50与伺服电机电连接。

在控制单元中设置驱动单元的工作区域，即设定极限参数，当驱动单元超出工作区域，驱动单元发出超范围信号给伺服驱动单元20，伺服驱动单元20向控制单元反馈，控制单元接收信号后向伺服驱动单元20发出停止指令，伺服驱动单元20控制伺服电机30停止。

在控制单元10出现控制异常的时候，即控制单元10对伺服驱动单元20不能发出正确的控制指令或者控制单元10与伺服驱动单元20之间无法通讯，控制单元10向备用控制单元40发送紧急制动指令，使得备用控制单元40控制制动装置50停止伺服电机。

实施例3：

一种伺服控制系统的安全监控装置，包括控制单元10、伺服驱动单元20、伺服电机、备用控制单元40、制动装置50、非接触距离传感器60，控制单元10与伺服驱动单元20电连接，伺服驱动单元20与伺服电机电连接，控制单元10与备用控制单元40电连接，备用控制单元40与制动装置50电连接，制动装置50与伺服电机电连接，非接触距离传感器60与备用控制单元40电连接。

非接触距离传感器60距离物体为设定距离时，非接触距离传感器60发送避让信号给备用控制单元40，备用控制单元40向控制单元反馈，控制单元向伺服驱动单元20发出停止指令，伺服驱动单元20控制伺服电机30停止。

在控制单元10出现控制异常的时候，即控制单元10对伺服驱动单元20不能发出正确的控制指令或者控制单元10与伺服驱动单元20之间无法通讯，控制单元10向备用控制单元40发送紧急制动指令，使得备用控制单元40控制制动装置50停止伺服电机。

实施例4：

一种伺服控制系统的安全监控装置，包括控制单元10、伺服驱动单元20、伺服电机、备用控制单元40、制动装置50、限位开关70，控制单元10与伺服驱动单元20电连接，伺服驱动单元20与伺服电机电连接，控制单元10与备用控制单元40电连接，备用控制单元40与制动装置50电连接，制动装置50与伺服电机电连接，限位开关70与备用控制单元40电连接。

当驱动单元触发限位开关70后，限位开关70向备用控制单元40发送越位信号，当备用控制单元40接收到越位信号后，备用控制单元40向控制单元反馈，控制单元接收信号后向伺服驱动单元20发出停止指令，伺服驱动单元20控制伺服电机30停止。

在控制单元10出现控制异常的时候，即控制单元10对伺服驱动单元20不能发出正确的控制指令或者控制单元10与伺服驱动单元20之间无法通讯，控制单元10向备用控制单元40发送紧急制动指令，使得备用控制单元40控制制动装置50停止伺服电机。

实施例5：

一种伺服控制系统的安全监控装置，包括控制单元10、伺服驱动单元20、伺服电机、备用控制单元40、制动装置50、非接触距离传感器60，控制单元10与伺服驱动单元20电连接，伺服驱动单元20与伺服电机电连接，控制单元10与备用控制单元40电连接，备用控制单元40与制动装置50电连接，制动装置50与伺服电机电连接，非接触距离传感器60与备用控制单元40电连接。

当驱动单元超出工作区域，驱动单元发出超范围信号给伺服驱动单元20，伺服驱动单元20向控制单元反馈，伺服驱动单元20向备用控制单元40反馈，控制单元继续维持原状态，当非接触距离传感器60距离物体为设定距离时，非接触距离传感器60发送避让信号给备用控制单元40，当备用控制单元40接收到超范围信号后又接受到了避让信号，备用控制单元40向控制单元反馈，控制单元接收信号后向伺服驱动单元20发出停止指令，伺服驱动单元20控制伺服电机30停止。

在控制单元10出现控制异常的时候，即控制单元10对伺服驱动单元20不能发出正确的控制指令或者控制单元10与伺服驱动单元20之间无法通讯，控制单元10向备用控制单元40发送紧急制动指令，使得备用控制单元40控制制动装置50停止伺服电机。

实施例6：

一种桁架的伺服控制系统安全监控装置，将上述实施例1-实施例5中的任意一种伺服控制系统的安全监控装置应用在桁架机器人上，提高桁架机器人的安全性。

实施例7：

一种桁架的伺服控制系统安全监控装置，包括桁架机器人、控制单元10、伺服驱动单元20、伺服电机、备用控制单元40、制动装置50、非接触距离传感器60，控制单元10与伺服驱动单元20电连接，伺服驱动单元20与伺服电机电连接，控制单元10与备用控制单元40电连接，备用控制单元40与制动装置50电连接，制动装置50与伺服电机电连接，非接触距离传感器60与备用控制单元40电连接。

桁架机器人包括桁架和抓手，桁架下部设置有清砂站、吹砂室、抓手清洗池、浸涂池，抓手夹装着砂芯依次进行清砂、浸涂、微波烘干和组芯工序。在桁架机器人的每个工作站点，规划好的桁架机器人在各个区域运动的安全区域，控制单元10设置各个运动(X轴、Y轴、Z轴、抓手轴)伺服驱动单元20所驱动的伺服电机在安全区域行程位置极限参数，设置桁架的工作区域；在工作区域外围设定极限开关；限位开关70在安全区域之外，在抓手的外周设置至少四个非接触距离传感器60。

桁架机器人包括示教模式，示教模式就是操作人员在对新运行程序进行规划程序操作；在示教模式时，非接触距离传感器60与备用控制单元40电连接，在非接触距离传感器60距离物体为设定距离时，非接触距离传感器60发送避让信号给备用控制单元40，备用控制单元40向控制单元反馈，控制单元接收信号后向伺服驱动单元20发出停止指令，伺服驱动单元20控制伺服电机30停止。

桁架机器人还包括自动模式，自动模式就是桁架机器人按照设定好的程序进行操作；在自动模式时，在控制单元中设置驱动单元的工作区域，即设定极限参数，当驱动单元超出工作区域，驱动单元发出超范围信号给伺服驱动单元20，伺服驱动单元20向控制单元反馈，控制单元接收信号后向伺服驱动单元20发出停止指令，伺服驱动单元20控制伺服电机30停止；当驱动单元超出工作区域，且触发限位开关70后，限位开关70向备用控制单元40发送越位信号，当备用控制单元40接收到越位信号后，备用控制单元40向控制单元反馈，控制单元接收信号后向伺服驱动单元20发出停止指令，伺服驱动单元20控制伺服电机30停止。

在控制单元10出现控制异常的时候，即控制单元10对伺服驱动单元20不能发出正确的控制指令或者控制单元10与伺服驱动单元20之间无法通讯，控制单元10向备用控制单元40发送紧急制动指令，使得备用控制单元40控制制动装置50停止伺服电机。

本发明提供的伺服控制系统的安全监控装置，在原来伺服驱动单元20的基础上添加了一套非接触传感器和备用控制单元40控制系统，起到备用的作用，在极端情况下利用制动装置50直接控制伺服电机，防止桁架在盲区碰撞，同时在伺服电机失去控制时，紧急停止桁架机器人。

Claims (10)

1.一种伺服控制系统的安全监控装置，其特征在于：包括控制单元、伺服驱动单元、伺服电机、备用控制单元、制动装置，控制单元与伺服驱动单元电连接，伺服驱动单元与伺服电机电连接，控制单元与备用控制单元电连接，备用控制单元与制动装置电连接，制动装置与伺服电机电连接，在控制单元出现控制异常的时候，控制单元向备用控制单元发送紧急制动指令，使得备用控制单元控制制动装置停止伺服电机。

2.根据权利要求1所示的伺服控制系统的安全监控装置，其特征在于：所述“控制单元出现控制异常”具体为，控制单元对伺服驱动单元不能发出正确的控制指令或者控制单元与伺服驱动单元之间无法通讯。

3.根据权利要求1～2中任意一项所述的所示的伺服控制系统的安全监控装置，其特征在于：在控制单元中设置驱动单元的工作区域，即设定极限参数，当驱动单元超出工作区域，驱动单元发出超范围信号给伺服驱动单元，伺服驱动单元向控制单元反馈，控制单元接收信号后向伺服驱动单元发出停止指令，伺服驱动单元控制伺服电机停止。

4.根据权利要求1～2中任意一项所述的所示的伺服控制系统的安全监控装置，其特征在于：还包括非接触距离传感器，非接触距离传感器与备用控制单元电连接，在非接触距离传感器距离物体为设定距离时，非接触距离传感器发送避让信号给备用控制单元，备用控制单元向控制单元反馈，控制单元接收信号后向伺服驱动单元发出停止指令，伺服驱动单元控制伺服电机停止。

5.根据权利要求1～2中任意一项所述的所示的伺服控制系统的安全监控装置，其特征在于：还包括限位开关，限位开关与备用控制单元电连接，当驱动单元触发限位开关后，限位开关向备用控制单元发送越位信号，当备用控制单元接收到越位信号后，备用控制单元向控制单元反馈，控制单元接收信号后向伺服驱动单元发出停止指令，伺服驱动单元控制伺服电机停止。

6.根据权利要求1～2中任意一项所述的伺服控制系统的安全监控装置，其特征在于：还包括非接触距离传感器，非接触距离传感器与备用控制单元电连接，当驱动单元超出工作区域，驱动单元发出超范围信号给伺服驱动单元，伺服驱动单元向控制单元反馈，伺服驱动单元向备用控制单元反馈，控制单元继续维持原状态，当非接触距离传感器距离物体为设定距离时，非接触距离传感器发送避让信号给备用控制单元，当备用控制单元接收到超范围信号后又接受到了避让信号，备用控制单元向控制单元反馈，控制单元接收信号后向伺服驱动单元发出停止指令，伺服驱动单元控制伺服电机停止。

7.一种桁架的伺服控制系统安全监控装置，其特征在于：包括桁架机器人，在桁架机器人上安装权利要求1～6中任意一项所述的伺服控制系统的安全监控装置。

8.根据权利要求7所述的桁架的伺服控制系统安全监控装置，其特征在于：桁架机器人包括示教模式，示教模式就是操作人员在对新运行程序进行规划程序操作；在示教模式时，非接触距离传感器与备用控制单元电连接，在非接触距离传感器距离物体为设定距离时，非接触距离传感器发送避让信号给备用控制单元，备用控制单元向控制单元反馈，控制单元接收信号后向伺服驱动单元发出停止指令，伺服驱动单元控制伺服电机停止。

9.根据权利要求7所述的桁架的伺服控制系统安全监控装置，其特征在于：所述桁架机器人还包括自动模式，自动模式就是桁架机器人按照设定好的程序进行操作；在自动模式时，在控制单元中设置驱动单元的工作区域，即设定极限参数，当驱动单元超出工作区域，驱动单元发出超范围信号给伺服驱动单元，伺服驱动单元向控制单元反馈，控制单元接收信号后向伺服驱动单元发出停止指令，伺服驱动单元控制伺服电机停止；当驱动单元超出工作区域，且触发限位开关后，限位开关向备用控制单元发送越位信号，当备用控制单元接收到越位信号后，备用控制单元向控制单元反馈，控制单元接收信号后向伺服驱动单元发出停止指令，伺服驱动单元控制伺服电机停止。

10.根据权利要求7～9中任意一项所述的桁架的伺服控制系统安全监控装置，其特征在于：所述桁架机器人包括桁架和抓手，在桁架机器人的每个工作站点，设置桁架的工作区域；在工作区域外围设定极限开关；在抓手的外周设置至少四个非接触距离传感器。