CN109176606A - 一种六轴机器人一轴的二次保护装置 - Google Patents

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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
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Abstract

本发明涉及一种六轴机器人一轴的二次保护装置，该装置包括机械感应机构和机械限位机构；机械感应机构包括分别设在一轴旋转底座左右两侧的安全区域感应开关和非安全区域感应开关，在两个感应开关之间设有上下重叠设置且随一轴旋转的安全区域碰撞环和非安全区域碰撞环，安全区域碰撞环与安全区域感应开关在同一水平且在安全区域旋转时两者保持接触，非安全区域碰撞环与非安全区域感应开关在同一水平且在非安全区域旋转时两者保持接触。与现有技术相比，本发明通过装置中机械感应机构来判断机器人工况是否处于安全区域，机器人程序出现故障时，机械限位机构可以停止机器人一轴继续转动，给予二次保护，显著降低安全风险。

Description

一种六轴机器人一轴的二次保护装置
技术领域
本发明涉及数控加工技术领域，尤其是涉及一种六轴机器人一轴的二次保护装置。
背景技术
随着汽车工业迅速发展，六轴工业机器人使用率越来越高，使得汽车生产线自动化程度也越来越高，因此保证机器人高效率工作的同时规避生产线人机交互时的安全风险成为了重点。
对于机器人旋转范围来说有人工区域或特殊区域需要规避的区域称为非安全区域，正常作业区域称为安全区域。机器人工作时需要判断机器人工况是否处于安全区域，需要防止机器人在正常生产过程中进入非安全区域。另外，机器人PLC程序控制一旦出现故障，若机器人一轴继续转动，则会造成安全风险。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种六轴机器人一轴的二次保护装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种六轴机器人一轴的二次保护装置，所述六轴机器人设在机器人底座上且处于零位，该装置包括机械感应机构和机械限位机构；
所述机械感应机构包括分别设在一轴旋转底座左右两侧的安全区域感应开关和非安全区域感应开关，两个感应开关都为与六轴机器人的控制器连接的接触开关且接触点位置的高低不同，在两个感应开关之间设有上下重叠设置且随一轴旋转的安全区域碰撞环和非安全区域碰撞环，所述安全区域碰撞环与安全区域感应开关在同一水平且在安全区域旋转时两者保持接触，所述非安全区域碰撞环与非安全区域感应开关在同一水平且在非安全区域旋转时两者保持接触；
所述机械限位机构包括跟随一轴旋转的限位块和固定在机器人底座上的挡块组件，所述限位块被所述挡块组件限位在安全区域中。
优选的，所述挡块组件包括气缸和由气缸控制的挡块，所述挡块将所述限位块阻挡在安全区域中。
优选的，所述六轴机器人设有180度防超程限位机构，所述挡块组件位于一轴的零位。
优选的，所述限位块设在一轴旋转底座上的零位。
优选的，所述安全区域感应开关和非安全区域感应开关分别设在一轴向两侧旋转90度对应的位置。
优选的，所述安全区域碰撞环和非安全区域碰撞环都为沿一轴旋转座的外侧环绕的半圆环形。
优选的，所述安全区域碰撞环和非安全区域碰撞环的角度分别与六轴机器人在安全区域和非安全区域的旋转角度一致。
与现有技术相比，本发明通过装置中机械感应机构来判断六轴机器人工况是否处于安全区域，即使出现感应开关失灵或者机器人自身控制程序出现故障，机械限位机构依然可以阻止机器人一轴闯入非安全区域，起到二次保护的作用，显著降低安全风险，提高了人机交互的安全性。
附图说明
图1为本发明二次保护装置在六轴机器人上的安装示意图；
图2为本发明二次保护装置结构的俯视示意图；
图3为实施例中六轴机器人工作区域示意图；
图4为实施例中六轴机器人安全区域与非安全区域划分示意图；
图5为实施例中二次保护装置旋转示意图。
图中标注：1、六轴机器人，2、机器人底座，3、机械感应机构，4、机械限位机构，5、安全区域感应开关，6、非安全区域感应开关，7、非安全区域碰撞环，8、安全区域碰撞环，9、限位块，10、气缸，11、挡块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
本申请提出一种六轴机器人一轴的二次保护装置，包括机械感应机构3和机械限位机构4，通过机械感应机构3与机械限位机构4实现六轴机器人1一轴停止运动的目的。
如图1所示，六轴机器人1放置于机器人底座2上，机械感应机构3和机械限位机构4包括安装于机器人底座2和一轴旋转座的部分，机械感应机构3负责判断机器人是否处于安全工作区域。正常生产时，通过机械限位机构4的硬限位的阻挡，机器人无法进入非安全区域，起到二次保护的作用。
如图2所示，机械感应机构3包括分别设在一轴旋转底座左右两侧的安全区域感应开关5和非安全区域感应开关6，两个感应开关都为与六轴机器人1的控制器连接的接触开关，且接触点位置的高低不同。
在两个感应开关之间设有上下重叠设置且随一轴旋转的安全区域碰撞环8和非安全区域碰撞环7。安全区域碰撞环8和非安全区域碰撞环7的角度分别与六轴机器人1在安全区域和非安全区域的旋转角度一致。安全区域碰撞环8与安全区域感应开关5在同一水平且在安全区域旋转时两者保持接触，非安全区域碰撞环7与非安全区域感应开关6在同一水平且在非安全区域旋转时两者保持接触。
机械限位机构4包括限位块9和挡块组件，限位块9安装在一轴旋转底座上，跟随一轴旋转，而挡块组件安装在机器人底座2上，限位块9被挡块组件限位在安全区域中。挡块组件包括气缸10和由气缸10控制的挡块11，限位块9与挡块11接触造成硬限位，从而将限位块9阻挡在安全区域中。
图3为本实例六轴机器人1的工位平面布局图，右上角阴影部分为人工作业区域，这一区域也为非安全区域。正常生产时，机器人的工作范围不能跨入非安全区域以免产生安全风险。黑框内的其他设备需要与机器人进行交互，所以黑框内的区域为机器人的正常作业的安全区域。
由于六轴机器人1初始工作位置位于零位，同时六轴机器人1自带防超程限位机构，防止机器人超360°旋转，因此机器人自身旋转范围为±180°以内。结合图3中六轴机器人1工况，本实施例六轴机器人1允许工作范围进一步减小为左侧安全区域的0°到180°范围内，如图4所示。
由图4可知，安全区域感应开关5和非安全区域感应开关6分别设在一轴向非安全区域和安全区域旋转90度对应的位置。限位块9和挡块组件都位于一轴的零位。
判断机器人是否处于安全区域的工作交给了安全区域感应开关5和非安全区域感应开关6，感应开关的感应信号需要机械碰撞才能触发，从而设置了角度为180°呈半圆环形的安全区域碰撞环8和非安全区域碰撞环7用于触发，且安全区域碰撞环8和非安全区域碰撞环7固定于机器人一轴旋转底座上，随机器人一轴旋转而运动。
见图5，当机器人在安全区域180°范围内工作时，安全区域感应开关5与安全区域碰撞环8相互碰撞且持续接触，非安全区域碰撞环7与非安全区域感应开关6不碰撞，有且只有安全区域感应开关5有信号输入，非安全区域感应开关6没有信号输入，进而告知机器人控制器此时处于安全工作状态，六轴机器人1可持续正常工作。另一方面，在非安全区域180°范围内，由于一轴被机械限位机构4的硬限位阻挡，所以正常工作中六轴机器人1是无法进入的。
正常工作状态下，机械限位机构4的挡块11一直处于常闭状态，即使出现感应开关的失灵或者机器人自身控制程序出现故障，机械限位机构4依然可以阻止机器人一轴闯入非安全区域，起到二次保护的作用。而当现场机器人需要工程师调试时，挡块11则通过气缸10打开取消硬限位，六轴机器人1才能进入非安全区域，满足作业要求。

Claims (7)

1.一种六轴机器人一轴的二次保护装置，所述六轴机器人设在机器人底座上且处于零位，其特征在于，该装置包括机械感应机构和机械限位机构；
所述机械感应机构包括分别设在一轴旋转底座左右两侧的安全区域感应开关和非安全区域感应开关，两个感应开关都为与六轴机器人的控制器连接的接触开关且接触点位置的高低不同，在两个感应开关之间设有上下重叠设置且随一轴旋转的安全区域碰撞环和非安全区域碰撞环，所述安全区域碰撞环与安全区域感应开关在同一水平且在安全区域旋转时两者保持接触，所述非安全区域碰撞环与非安全区域感应开关在同一水平且在非安全区域旋转时两者保持接触；
所述机械限位机构包括跟随一轴旋转的限位块和固定在机器人底座上的挡块组件，所述限位块被所述挡块组件限位在安全区域中。
2.根据权利要求1所述的一种六轴机器人一轴的二次保护装置，其特征在于，所述挡块组件包括气缸和由气缸控制的挡块，所述挡块将所述限位块阻挡在安全区域中。
3.根据权利要求1所述的一种六轴机器人一轴的二次保护装置，其特征在于，所述六轴机器人设有180度防超程限位机构，所述挡块组件位于一轴的零位。
4.根据权利要求3所述的一种六轴机器人一轴的二次保护装置，其特征在于，所述限位块设在一轴旋转底座上的零位。
5.根据权利要求1所述的一种六轴机器人一轴的二次保护装置，其特征在于，所述安全区域感应开关和非安全区域感应开关分别设在一轴向两侧旋转90度对应的位置。
6.根据权利要求5所述的一种六轴机器人一轴的二次保护装置，其特征在于，所述安全区域碰撞环和非安全区域碰撞环都为沿一轴旋转座的外侧环绕的半圆环形。
7.根据权利要求1所述的一种六轴机器人一轴的二次保护装置，其特征在于，所述安全区域碰撞环和非安全区域碰撞环的角度分别与六轴机器人在安全区域和非安全区域的旋转角度一致。
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