CN110936407B - 工业机器人区域安全防护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工业机器人区域安全防护方法，包括步骤：根据工业机器人的机械手执行的每项任务所对应的活动范围，将工业机器人的机械手的活动区域划分为多个子区域，并且对每个子区域进行编号；将每个子区域内的安全门与对应的子区域的编号进行关联；获取工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号；获取被打开的安全门所对应的子区域的编号；将被打开的安全门所对应的子区域的编号与工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号进行匹配；若匹配成功，则工业机器人的机械手停止运作；反之，工业机器人的机械手继续运作，提高智能化程度，并且提高工业机器人的工作效率。

Description

工业机器人区域安全防护方法

技术领域

本发明涉及工业制造技术领域，特别是涉及一种工业机器人区域安全防护方法。

背景技术

随着科技的发展，工业机器人在生产中逐渐取代传统的手工作业。而基于安全性的考虑，会根据工业机器人的机械手的活动区域建立安全区域，例如，采用隔板或者挡板架设围栏以形成围闭的安全区域。一般来说，围栏是固定架设在机器人的机械手的活动区域的边界处的，而基于供料或者人机互动的需求，需要在围栏上设置安全门。安全门作为活动门在需要供料或者人机互动时打开使用。

目前的工业机器人区域安全防护方法中对于安全门与工业机器人之间的控制关系是：当任意一个安全门被打开时，工业机器人即停止工作，从而防止安全事故的产生。其弊端在于，即使被打开的安全门在工业机器人的机械手的当前工作范围外，也会导致工业机器人停机，智能化程度低，并且会降低工业机器人的工作效率。

发明内容

基于此，本发明提供一种工业机器人区域安全防护方法，当被打开的安全门所处于的子区域并不在工业机器人的机械手的当前任务的活动范围内时，工业机器人的机械手依然可以继续运作，提高智能化程度，并且提高工业机器人的工作效率。

一种工业机器人区域安全防护方法，包括步骤：

根据工业机器人的机械手执行的每项任务所对应的活动范围，将工业机器人的机械手的活动区域划分为多个子区域，并且对每个子区域进行编号；

将每个子区域内的安全门与对应的子区域的编号进行关联；

获取工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号；

获取被打开的安全门所对应的子区域的编号；

将被打开的安全门所对应的子区域的编号与工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号进行匹配；若匹配成功，则工业机器人的机械手停止运作；反之，工业机器人的机械手继续运作。

上述工业机器人区域安全防护方法，根据工业机器人的机械手的每项任务将其活动范围划分为多个子区域并且编号，当工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号与被打开的安全门所对应的子区域的编号匹配成功时，工业机器人的机械手停止运作，反之，工业机器人的机械手继续运作。通过上述设计，当被打开的安全门所处于的子区域并不在工业机器人的机械手的当前任务的活动范围内时，工业机器人的机械手依然可以继续运作，提高智能化程度，并且提高工业机器人的工作效率。

在其中一个实施例中，根据工业机器人的机械手执行的每项任务的所对应的活动范围，将工业机器人的机械手的活动区域划分为多个子区域，并且对每个子区域进行编号的步骤中，每项任务至少对应于一个子区域。每项任务可能需要工业机器人的机械手执行小范围或者大范围的动作，因此，每项任务可以是对应于一个子区域，也可以是对应于多个子区域。

在其中一个实施例中，根据工业机器人的机械手执行的每项任务的所对应的活动范围，将工业机器人的机械手的活动区域划分为多个子区域，并且对每个子区域进行编号的步骤中，根据工业机器人作业的空间三维坐标系统，将工业机器人的机械手的活动范围坐标化。将工业机器人的机械手的活动范围坐标化后，可以对各个子区域实现坐标化，便于控制和提高设备的响应速度。

在其中一个实施例中，获取工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号的步骤中，包括步骤：

获取工业机器人的机械手当前所执行的任务；

根据工业机器人的机械手当前所执行的任务，确定工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号。

根据工业机器人的机械手当前所执行的任务，可以确定出对应的子区域的编号，速度快，并且准确性高。

在其中一个实施例中，获取工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号的步骤中，按照预设的时间间隔连续获取工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号。考虑到工业机器人的机械手做执行的任务的连续性的问题，预设一定的时间间隔，实现连续的安全判定，提高设备运作的安全性。

在其中一个实施例中，获取被打开的安全门所对应的子区域的编号的步骤中，包括步骤：

获取被打开的安全门的开门信号；

根据被打开的安全门的开门信号，确定被打开的安全门所对应的子区域的编号并且发送给工业机器人。

在获取到被打开的安全门的开门信号后，查找出该安全门所对应的子区域的编号，快速和准确性高。

在其中一个实施例中，每个安全门设置开关按钮以产生开门信号；或，每个安全门设置开门传感器以产生开门信号；或，根据外部开门请求信号产生对应的安全门的开门信号。安全门的开门信号的产生可以有多种方式，例如通过主动方式，如开关按钮产生，或者是根据外部开门请求信号产生。又例如被动方式，如设置开门传感器，当开门传感器被触发时变产生开门信号。

在其中一个实施例中，在获取工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号的步骤与将被打开的安全门所对应的子区域的编号与工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号进行匹配的步骤之间，还包括步骤：

根据工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号，发送警报信号给对应编号的子区域内的各个安全门；

接收到到警报信号的安全门的警报器报警。

在安全门被打开前，可以在工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域中的安全门进行警示，为是否执行打开安全门操作提供参考，提高作业的安全性和工作效率。

在其中一个实施例中，安全门的警报器包括：指示灯或蜂鸣器中的一种或多种。根据作业环境的需求，可以选用灯光或者声音进行警报。

在其中一个实施例中，将被打开的安全门所对应的子区域的编号与工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号进行匹配；若匹配成功，则工业机器人的机械手停止运作；反之，工业机器人的机械手继续运作的步骤中，包括步骤：

根据工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号，确定信号有效的子区域和信号无效的子区域；

将被打开的安全门所对应的子区域的编号与工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号进行对照；若工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号包含被打开的安全门所对应的子区域的编号，则确定被打开的安全门处于信号有效区域，工业机器人的机械手停止运作；反之，则确定被打开的安全门处于信号无效区域，工业机器人的机械手继续运作。

利用工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号判别信号有效的子区域和信号无效的子区域，当被打开的安全门在信号有效的子区域时，则工业机器人的机械手停止运作，反之，则工业机器人的机械手继续运作，判断速度快和准确性高。

附图说明

图1为本发明的一种实施例的工业机器人区域安全防护方法的流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1所示，其为本发明的一种实施例的工业机器人区域安全防护方法。

如图1所示，该工业机器人区域安全防护方法包括步骤：

S10：根据工业机器人的机械手执行的每项任务所对应的活动范围，将工业机器人的机械手的活动区域划分为多个子区域，并且对每个子区域进行编号。

工业机器人的机械手在执行每项任务时会在其对应的活动范围内动作，每项任务均有其固定的活动范围，因此，可以根据该特点，将工业机器人的机械手的活动区域划分为多个子区域，并且对每个子区域进行编号。通过该方法，将工业机器人的机械手的活动区域所对应的立体空间拆分为多个对应于每项任务的子区域。例如，若工业机器人的机械手需要的任务包括：生产加工任务、更换耗材任务、以及上下物料任务，则可以将生产加工任务对应的子区域的编号设置为DI08，将更换耗材任务的子区域的编号设置为DI09，将上下物料任务的子区域的编号设置为DI10。

进一步地，在S10中，每项任务至少对应于一个子区域。每项任务可能需要工业机器人的机械手执行小范围或者大范围的动作，因此，每项任务可以是对应于一个子区域，也可以是对应于多个子区域。例如，若生产加工任务需要工业机器人的机械手具有较大的活动范围，或者动作的跨度较大，该活动范围则可能包含分离的多个子区域或者交叉的区域，因此，可以将生产加工任务对应的子区域DI08进一步划分为DI08a、DI08b、DI08c等。

此外，对于各个子区域的划分，可以结合工业机器人的控制系统的空间三维坐标系统，采用坐标化的方式对工业机器人的机械手的活动范围进行定义。例如，在本实施例中，在S10中，可以根据工业机器人作业的空间三维坐标系统，将工业机器人的机械手的活动范围坐标化。将工业机器人的机械手的活动范围坐标化后，可以对各个子区域实现坐标化，便于控制和提高设备的响应速度。

S20：将每个子区域内的安全门与对应的子区域的编号进行关联。

在对工业机器人的机械手的活动区域划分为多个子区域后，对每个子区域内所设置的安全门与该子区域的编号进行关联，即每个安全门均标记为该安全门所在的子区域的编号。例如，在生产加工任务对应的子区域内的安全门全部标记为DI08。需要说明的是，每个安全门可以设置单独的标记号，设置关联表将标记号与子区域的编号建立对应关系。

S30：获取工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号。

为了判断被打开的安全门所处在的子区域是否为危险区域，需要获取工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号。例如，若工业机器人的机械手当前在执行生产加工任务，则获取生产加工子区域的编号DI08。

进一步地，S30可以包括步骤：

S31：获取工业机器人的机械手当前所执行的任务。例如，工业机器人的机械手当前在执行生产加工任务。

S32：根据工业机器人的机械手当前所执行的任务，确定工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号。根据前述步骤的设置，查找出生产加工任务所对应的子区域为DI08。

根据工业机器人的机械手当前所执行的任务，可以确定出对应的子区域的编号，速度快，并且准确性高。

此外，对于S30，按照预设的时间间隔连续获取工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号。考虑到工业机器人的机械手做执行的任务的连续性的问题，预设一定的时间间隔，实现连续的安全判定，提高设备运作的安全性。例如，在工业机器人的控制系统中设置每隔0.1s获取一次工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号。

S40：获取被打开的安全门所对应的子区域的编号。

当安全门被打开时，获取被打开的安全门所关联的子区域的编号，例如，若生产加工区域的安全门被打开时，获取其关联的子区域的编号DI08，若被打开的安全门在更换耗材任务的子区域，则获取其关联的子区域的编号DI09。

进一步地，在本实施例中，S40可以包括步骤：

S41：获取被打开的安全门的开门信号。在每个安全门上设置用于判断该安全门被打开的开门信号。

S42：根据被打开的安全门的开门信号，确定被打开的安全门所对应的子区域的编号并且发送给工业机器人。当某个安全门的产生开门信号时，查找该安全门所关联的子区域的编号。

在获取到被打开的安全门的开门信号后，查找出该安全门所对应的子区域的编号，快速和准确性高。

进一步地，对于安全门的开门信号的产生方式，可以有多种实现方式：

例如，每个安全门设置开关按钮以产生开门信号。

又例如，每个安全门设置开门传感器以产生开门信号。

又例如，根据外部开门请求信号产生对应的安全门的开门信号。

安全门的开门信号的产生可以有多种方式，例如通过主动方式，如开关按钮产生，或者是根据外部开门请求信号产生。又例如被动方式，如设置开门传感器，当开门传感器被触发时变产生开门信号。

S50：将被打开的安全门所对应的子区域的编号与工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号进行匹配。若匹配成功，则工业机器人的机械手停止运作；反之，工业机器人的机械手继续运作。

当获取到工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号，以及被打开的安全门所对应的子区域的编号之后，将两者进行匹配处理，当匹配成功时，则判定被打开的安全门处于工业机器人的机械手的当前任务的活动范围中，工业机器人的机械手需要停止运作。当匹配失败，则判定被打开的安全门处于工业机器人的机械手的当前任务的活动范围之外，工业机器人的机械手可以继续运作。

进一步地，在本实施例中，S50可以包括步骤：

S51：根据工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号，确定信号有效的子区域和信号无效的子区域。例如，若工业机器人的机械手当前执行生产加工任务，则其对应的DI08区域为信号有效的子区域，而剩余的更换耗材任务的子区域的DI09和上下物料任务的子区域DI10均为信号无效区域。

S52：将被打开的安全门所对应的子区域的编号与工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号进行对照。若工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号包含被打开的安全门所对应的子区域的编号，则确定被打开的安全门处于信号有效区域，工业机器人的机械手停止运作；反之，则确定被打开的安全门处于信号无效区域，工业机器人的机械手继续运作。例如，若被打开的安全门所对应的子区域的编号为DI08，与上述的信号有效区域DI08，则可以判定匹配成功，工业机器人的机械手停止运作。若被打开的安全门所对应的子区域的编号为DI09，与上述的信号有效区域DI08，则可以判定匹配失败，工业机器人的机械手继续运作。

利用工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号判别信号有效的子区域和信号无效的子区域，当被打开的安全门在信号有效的子区域时，则工业机器人的机械手停止运作，反之，则工业机器人的机械手继续运作，判断速度快和准确性高。

此外，在其他的一些实施例中，在S30与S50之间，还可以包括步骤：

S315：根据工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号，发送警报信号给对应编号的子区域内的各个安全门。

S325：接收到到警报信号的安全门的警报器报警。

在安全门被打开前，可以在工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域中的安全门进行警示，为是否执行打开安全门操作提供参考，提高作业的安全性和工作效率。

进一步地，安全门的警报器包括：指示灯或蜂鸣器中的一种或多种。根据作业环境的需求，可以选用灯光或者声音进行警报。

上述工业机器人区域安全防护方法，根据工业机器人的机械手的每项任务将其活动范围划分为多个子区域并且编号，当工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号与被打开的安全门所对应的子区域的编号匹配成功时，工业机器人的机械手停止运作，反之，工业机器人的机械手继续运作。通过上述设计，当被打开的安全门所处于的子区域并不在工业机器人的机械手的当前任务的活动范围内时，工业机器人的机械手依然可以继续运作，提高智能化程度，并且提高工业机器人的工作效率。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种工业机器人区域安全防护方法，其特征在于：包括步骤：

根据工业机器人的机械手执行的每项任务所对应的活动范围，将工业机器人的机械手的活动区域划分为多个子区域，并且对每个子区域进行编号；

将每个子区域内的安全门与对应的子区域的编号进行关联；

获取工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号；

获取被打开的安全门所对应的子区域的编号；

将被打开的安全门所对应的子区域的编号与工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号进行匹配；若匹配成功，则工业机器人的机械手停止运作；反之，工业机器人的机械手继续运作。

2.根据权利要求1所述的工业机器人区域安全防护方法，其特征在于，所述根据工业机器人的机械手执行的每项任务的所对应的活动范围，将工业机器人的机械手的活动区域划分为多个子区域，并且对每个子区域进行编号的步骤中，每项任务至少对应于一个子区域。

3.根据权利要求1所述的工业机器人区域安全防护方法，其特征在于，所述根据工业机器人的机械手执行的每项任务的所对应的活动范围，将工业机器人的机械手的活动区域划分为多个子区域，并且对每个子区域进行编号的步骤中，根据工业机器人作业的空间三维坐标系统，将工业机器人的机械手的活动范围坐标化。

4.根据权利要求1所述的工业机器人区域安全防护方法，其特征在于，所述获取工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号的步骤中，包括步骤：

获取工业机器人的机械手当前所执行的任务；

根据工业机器人的机械手当前所执行的任务，确定工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号。

5.根据权利要求1所述的工业机器人区域安全防护方法，其特征在于，所述获取工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号的步骤中，按照预设的时间间隔连续获取工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号。

6.根据权利要求1所述的工业机器人区域安全防护方法，其特征在于，所述获取被打开的安全门所对应的子区域的编号的步骤中，包括步骤：

获取被打开的安全门的开门信号；

根据被打开的安全门的开门信号，确定被打开的安全门所对应的子区域的编号并且发送给工业机器人。

7.根据权利要求6所述的工业机器人区域安全防护方法，其特征在于，每个安全门设置开关按钮以产生开门信号；或，每个安全门设置开门传感器以产生开门信号；或，根据外部开门请求信号产生对应的安全门的开门信号。

8.根据权利要求1所述的工业机器人区域安全防护方法，其特征在于，在所述获取工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号的步骤与所述将被打开的安全门所对应的子区域的编号与工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号进行匹配的步骤之间，还包括步骤：

根据工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号，发送警报信号给对应编号的子区域内的各个安全门；

接收到警报信号的安全门的警报器报警。

9.根据权利要求8所述的工业机器人区域安全防护方法，其特征在于，安全门的警报器包括：指示灯或蜂鸣器中的一种或多种。

10.根据权利要求1所述的工业机器人区域安全防护方法，其特征在于，所述将被打开的安全门所对应的子区域的编号与工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号进行匹配；若匹配成功，则工业机器人的机械手停止运作；反之，工业机器人的机械手继续运作的步骤中，包括步骤：

根据工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号，确定信号有效的子区域和信号无效的子区域；

将被打开的安全门所对应的子区域的编号与工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号进行对照；若工业机器人的机械手执行当前任务所对应的子区域的编号包含被打开的安全门所对应的子区域的编号，则确定被打开的安全门处于信号有效区域，工业机器人的机械手停止运作；反之，则确定被打开的安全门处于信号无效区域，工业机器人的机械手继续运作。

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