CN113290364A - 一种基于工业机器人自动装配的安全控制方法、系统 - Google Patents

Abstract

本申请的发明专利提出了一种基于工业机器人自动装配的安全控制方法、系统，尤其应用于低速、大负载人机协同、高精度高安全可靠性装配场景，实现自动装配过程对产品和人员的系统安全防护控制。即：装配前快速校核工业机器人运动功能是否正常，避免控制系统存在问题的情况下进行产品装配，预防因运动失控带来安全风险；装配过程中，采用超速限制运动策略、操作者手持按键对关键装配环节进行安全确认，实现自动装配过程中的多级安全控制防护；并采用外部测量反馈调整工业机器人的位置与姿态，补偿工业机器人本身定位精度不足的问题，实现高精度套装要求，套装过程中实现位置与姿态的闭环监控，确保套装过程满足装配精度要求不发生干涉碰撞。

Description

一种基于工业机器人自动装配的安全控制方法、系统

技术领域

本发明属于工业机器人技术领域，具体涉及一种基于工业机器人自动装配的安全控制方法、系统。

背景技术

在现代制造业中，工业机器人正逐步应用于产品的自动化生产与装配，实现机器替人，改善人的劳动条件、实现生产过程标准化，提高生产效率、降低成本、确保产品质量的一致性等。

在某些特殊产品的装配领域，诸如特材产品、超精密仪器等精密自动化装配中，采用工业机器人替代人工实现自动化装配，能够减少某些特殊环境对人体健康危害、降低对人员技能的依赖，以及实现产品质量的一致性高要求。不同于传统自动化生产线追求生产效率采用高节拍方式，也不同于传统协作机器人仅承载小负载，这些特殊领域产品的自动化装配，装配速率低但装配精度要求高、具有较大负载要求且某些工步要求人机协作完成装配，装配工艺过程需严格杜绝工业机器人状态异常或人员操作不当，导致工业机器人与产品零件和人员发生碰撞的情况发生，防止产品受损与人员伤害、避免引发高成本消耗甚至导致安全事故及更多的危害。此类自动化装配过程要求极高的安全性及可靠性，而诸如碰撞力检测、防护栏等传统的机器人安全防护，并不能完全解决此类装配过程中工业机器人运行对产品和人员保护的安全控制问题。

因此，解决此类装配过程中工业机器人的安全控制问题，实现工业机器人的安全可靠运行、保护产品和人员安全，是应用工业机器人进行自动化装配的先决条件。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是装配工艺过程严格杜绝工业机器人与产品零件和人员发生碰撞，基于此，提供一种基于工业机器人自动装配的安全控制方法、系统，目的在于防止产品受损与人员伤害、避免引发高成本消耗甚至导致安全事故及更多的危害。

本发明通过下述技术方案实现：

提供一种基于工业机器人自动装配的安全控制方法，包括产品装配过程中的轴超速控制步骤：

步骤210：判断是否进行产品装配，若为否，等待产品装配指令；若为是，进入步骤211；

步骤211：接收到产品装配指令，打开限速控制开关，轴超速控制逻辑起作用；

步骤212：调用装配运动子程序，执行产品装配动作；

步骤216：实时检测各轴速度、并与设定阈值进行比较，判断是否存在轴超速，若存在轴超速，进入步骤204，并抱闸；若不存在轴超速，各轴运动不中断；

步骤204：立即停止各轴运动，并报警提示。

进一步地，在步骤212与步骤216之间，还包括产品装配过程中的人工暂停步骤：

步骤213：产品装配过程中，实时检测操作者的手持按键状态，判断是否“暂停”运动，若检测到手持按键为按下“暂停”状态，则进入步骤214，否则不作处理、各轴运动不受影响；

步骤214：立即暂停各轴运动；

步骤215：实时检测操作者的手持按键状态，判断是否“继续”运动，若是，则转至步骤216，否则保持暂停状态。

进一步地，步骤216之后，还包括产品装配过程中的位置和姿态校核步骤：

步骤217：产品装配过程中，在关键示教点对工件上件的位置、姿态校核；

步骤218：在关键示教点位置，对工件上件位置和姿态进行判断，若不正确，转至步骤204；若正确，进行后续装配运动。

进一步地，在步骤218之后，还包括产品装配过程中的位置和姿态调整步骤：

步骤219：各轴低速运动，通过激光测量仪测量工件上件的位置和姿态，根据测量结果，迭代调整位置和姿态；

步骤220：根据测量结果，判断是否已完成迭代控制，若未完成，转至步骤219；若工件上件的位置和姿态测量结果满足装配要求，代表已完成迭代调整位置与姿态，进入步骤221；

步骤221：判断装配是否完成，若未完成，转至步骤212；若已完成，转至步骤230；

步骤230：各轴按运动过程不发生接触碰撞的安全轨迹回原位；

步骤231：完成装配控制流程，结束。

进一步地，在步骤210之前，还包括产品装配前的轴运动区间检测步骤：

步骤200：开始启动工业机器人控制系统，运行装配前的初始化逻辑；

步骤205：调用校核各轴运动范围子程序，按照各轴运动过程不发生接触碰撞的原则先后运动各轴，各轴运动范围覆盖产品装配所需要的工作区间；

步骤206：判断各轴运动范围是否正常，若各轴在工作区间运动异常，进入步骤204；若正常，进入步骤210。

进一步地，在步骤200与步骤205之前，还包括产品装配前的轴回安全位检测步骤：

步骤201：关闭限速控制开关，轴超速控制逻辑不起作用，不对各轴运动速度进行约束和中断处理；

步骤202：调用轴回安全位子程序，各轴按运动过程不发生接触碰撞的安全轨迹回安全位置；

步骤203：对各轴回安全位过程是否正常进行判断，若异常，进入步骤204，若正常，进入步骤205。

作为优选方案，工业机器人主控单元中设计轴超速控制逻辑，主控单元接收运动控制指令，并将运动控制指令进行分解、控制各轴；对于轴1，通过位置控制、速度控制、功率驱动、轴1电机、轴1电机编码器、轴1电机电源，控制轴1的速度和位置，并通过轴1速度检测调节轴1的速度控制，通过轴1位置检测调节轴1的位置控制；工业机器人其它各轴的速度和位置控制与轴1相同。

作为优选方案，轴超速控制逻辑被设计为各轴中有至少一轴的速度检测值大于等于该轴速度设定阈值，且限速控制开关打开时，主控单元控制工业机器人各轴停止运动并抱闸。

提供一种基于工业机器人自动装配的安全控制系统，基于上述的基于工业机器人自动装配的安全控制方法。

作为优选方案，基于工业机器人自动装配的安全控制系统包括工业机器人电控柜、工业机器人、手爪、工件上件、导轨滑块、激光测量仪、工件下件、装配台、待装台；

工业机器人为具有6个轴的六自由度关节式机器人，固定安装于装配区间底座上；

工业机器人电控柜控制工业机器人的运动；

手爪固定安装于工业机器人的手腕末端，手爪的为对称结构、其对称轴线与工业机器人的第六轴轴线重合；

工件下件放置并固定在装配台上，装配台上左右对称设置两升降轴，升降轴的导轨滑轨受伺服电机控制沿Z向上下滑动；

工件上件初始放置在待装台上，工业机器人通过手爪，将工件上件从待装台处抓取、转运至装配台正上方；

导轨滑块上分别设置了激光测量仪，对工件上件的位置及姿态进行测量；工业机器人根据测量结果，对工件上件的位置和姿态进行调整，调整至工件上件与工件下件的位置和姿态一致性在误差允许范围内，然后工业机器人向下运动套装工件下件和工件上件；在套装过程中，激光测量仪和导轨滑块随工业机器人Z向同步运动进行测量，检测工件上件的位置和姿态：工件上件与工件下件的位置和姿态一致性在误差允许范围内时，工业机器人继续运动；工件上件与工件下件的位置和姿态超过误差允许范围时，工业机器人进行位置和姿态调整。

综上所述，本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本申请的发明专利提出了一种基于工业机器人自动装配的安全控制方法，尤其应用于低速、大负载人机协同、高精度高安全可靠性装配场景，实现自动装配过程对产品和人员的系统安全防护控制。即：装配前快速校核工业机器人运动功能是否正常，避免控制系统存在问题的情况下进行产品装配，预防因运动失控带来安全风险；装配过程中，采用超速限制运动策略、操作者手持按键对关键装配环节进行安全确认，实现自动装配过程中系统正常、非正常运行条件下的多级安全控制防护；并采用外部测量反馈调整工业机器人的位置与姿态，补偿工业机器人本身定位精度不足的问题，实现高精度套装要求，套装过程中实现位置与姿态的闭环监控，确保套装过程满足装配精度要求不发生干涉碰撞。实现从装配前的运动功能校核、装配过程中的安全控制策略、运动准确性和精度控制策略等，对自动装配进行系统的安全防护控制：

1)产品装配前，快速校核工业机器人各轴运动功能：调用轴运动校核子程序，工业机器人按照安全的运动区域先后快速运动各轴、各轴运动范围覆盖产品装配所需要的各轴工作区间。效果：快速验证工业机器人各轴在工作区间范围内运动正常，确保控制系统正常条件下开启产品装配，避免控制系统存在问题的情况下进行产品装配，预防因运动失控带来安全风险。

2)工业机器人控制器设计安全控制策略：工业机器人运动失控可能对产品和人员安全带来安全风险，工业机器人运动失控主要表现为控制系统非正常情况下的运动超速。针对低速运动装配的应用，工业机器人控制器设计轴超速控制逻辑的安全控制策略，即：工业机器人控制器设置各轴(关节式机器人轴1～轴6)的速度上限阈值(该速度大于自动装配过程中相应轴的最大速度)，未进行产品装配时，限速控制开关关闭，不对各轴运动速度限制；进行产品装配时，限速控制开关打开，控制器实时监测各轴速度，并与其设定的速度上限阈值比较，当存在轴运动超速异常情况时，控制器立即停止各轴运动并抱闸，保护产品和人员，防止因控制故障超速造成安全危害，实现自动装配过程中系统正常、非正常运行条件下的多级安全控制防护。同时，控制器配置高速输入口、设计最高优先权的外部中断，操作者手持按键信号接入该高速输入口，并将其组态为运动暂停/继续功能信号，在装配过程中，操作者可随时暂停/继续工业机器人的运动控制，操作者对关键装配环节进行低速精密装配过程的安全确认。

3)工业机器人运动准确性与精度控制策略：装配位置的关键示教点，对示教点反馈位姿数据进行校核检验，确保运动的实际位姿数据与设计值间的一致性和正确性，避免因参数设置不当导致错误运动引起安全隐患。在精密套装过程中，采用外部的两路激光位移传感器，通过测量工件两截面的位置数据，计算获取工件中心位置及姿态，工业机器人根据测量反馈数据进行位置和姿态调整，补偿机器人运动精度不足问题、实现精密套装的运动精度要求，套装过程中实现位置与姿态的闭环监控，确保精密套装过程满足装配精度要求不发生干涉碰撞。

另外，本申请的发明专利还具有较高的市场价值，能以较低成本提升工业机器人的应用安全性，实现自动化装配过程对产品和操作者的安全保护，满足高精密装配、严格杜绝接触碰撞等应用场景对工业机器人自动化装配的高安全性需求，具有较大的市场应用价值。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。

图1是实施例装配结构示意图。

图2是实施例装配控制流程图。

图3是实施例运动控制原理图。

图4是实施例轴超速控制逻辑。

附图标记及对应的零部件名称：1-工业机器人电控柜；2-工业机器人；3-手爪；4-工件上件；5-导轨滑块；6-激光测量仪；7-工件下件；8-装配台；9-待装台。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

本实施例所要解决的技术问题是装配工艺过程严格杜绝工业机器人与产品零件和人员发生碰撞，基于此，提供一种基于工业机器人自动装配的安全控制方法、系统，目的在于防止产品受损与人员伤害、避免引发高成本消耗甚至导致安全事故及更多的危害。

本实施例通过下述技术方案实现：

本实施例提供一种基于工业机器人自动装配的安全控制系统，如图1所示，包括工业机器人电控柜1、工业机器人2、手爪3、工件上件4、导轨滑块5、激光测量仪6、工件下件7、装配台8、待装台9；

工业机器人2为具有6个轴的六自由度关节式机器人，固定安装于装配区间底座上；

工业机器人电控柜1控制工业机器人2的运动；

手爪3固定安装于工业机器人2的手腕末端，手爪3的为对称结构、其对称轴线与工业机器人2的第六轴轴线重合；

工件下件4放置并固定在装配台8上，装配台8上左右对称设置两升降轴，升降轴的导轨滑轨受伺服电机控制沿Z向上下滑动；

工件上件4初始放置在待装台9上，工业机器人2通过手爪3，将工件上件4从待装台9处抓取、转运至装配台8正上方；

导轨滑块5上分别设置了激光测量仪6，对工件上件4的位置及姿态进行测量；工业机器人2根据测量结果，对工件上件4的位置和姿态进行调整，调整至工件上件4与工件下件7的位置和姿态一致性在误差允许范围内，然后工业机器人2向下运动套装工件下件7和工件上件4；在套装过程中，激光测量仪6和导轨滑块5随工业机器人2Z向同步运动进行测量，检测工件上件4的位置和姿态：工件上件4与工件下件7的位置和姿态一致性在误差允许范围内时，工业机器人2继续运动；工件上件4与工件下件7的位置和姿态超过误差允许范围时，工业机器人2进行位置和姿态调整。

本实施例提供一种基于工业机器人自动装配的安全控制方法，如图2所示：

包括产品装配前的轴回安全位检测步骤：

步骤200：开始启动工业机器人控制系统，运行装配前的初始化逻辑；

步骤201：关闭限速控制开关，轴超速控制逻辑不起作用，不对各轴运动速度进行约束和中断处理；

步骤202：调用轴回安全位子程序，各轴按运动过程不发生接触碰撞的安全轨迹回安全位置；

步骤203：对各轴回安全位过程是否正常进行判断，若异常，进入步骤204，若正常，进入步骤205。

步骤204：立即停止各轴运动，并报警提示。

包括产品装配前的轴运动区间检测步骤：

步骤205：调用校核各轴运动范围子程序，按照各轴运动过程不发生接触碰撞的原则先后运动各轴，各轴运动范围覆盖产品装配所需要的工作区间；

步骤206：判断各轴运动范围是否正常，若各轴在工作区间运动异常，进入步骤204；若正常，进入步骤210。

包括产品装配过程中的轴超速控制步骤：

步骤210：判断是否进行产品装配，若为否，等待产品装配指令；若为是，进入步骤211；

步骤211：接收到产品装配指令，打开限速控制开关，轴超速控制逻辑起作用；

步骤212：调用装配运动子程序，执行产品装配动作；

包括产品装配过程中的人工暂停步骤：

步骤213：产品装配过程中，实时检测操作者的手持按键状态，判断是否“暂停”运动，若检测到手持按键为按下“暂停”状态，则进入步骤214，否则不作处理、各轴运动不受影响；

步骤214：立即暂停各轴运动；

步骤215：实时检测操作者的手持按键状态，判断是否“继续”运动，若是，则转至步骤216，否则保持暂停状态。

包括产品装配过程中的轴超速控制步骤：

步骤216：实时检测各轴速度、并与设定阈值进行比较，判断是否存在轴超速，若存在轴超速，进入步骤204，并抱闸；若不存在轴超速，各轴运动不中断；

包括产品装配过程中的位置和姿态校核步骤：

步骤217：产品装配过程中，在关键示教点对工件上件的位置、姿态校核；

步骤218：在关键示教点位置，对工件上件位置和姿态进行判断，若不正确，转至步骤204；若正确，进行后续装配运动。

还包括产品装配过程中的位置和姿态调整步骤：

步骤219：各轴低速运动，通过激光测量仪测量工件上件的位置和姿态，根据测量结果，迭代调整位置和姿态；

步骤220：根据测量结果，判断是否已完成迭代控制，若未完成，转至步骤219；若工件上件的位置和姿态测量结果满足装配要求，代表已完成迭代调整位置与姿态，进入步骤221；

步骤221：判断装配是否完成，若未完成，转至步骤212；若已完成，转至步骤230；

步骤230：各轴按运动过程不发生接触碰撞的安全轨迹回原位；

步骤231：完成装配控制流程，结束。

作为优选方案，运动控制原理如图3所示，工业机器人主控单元30中设计轴超速控制逻辑40，根据装配工艺需求，主控单元30接收运动控制指令20，并将运动控制指令20进行分解、控制各轴；对于轴1，通过位置控制101、速度控制102、功率驱动103、轴1电机106、轴1电机编码器104、轴1电机电源105，控制轴1的速度和位置，并通过轴1速度检测107调节轴1的速度控制102，通过轴1位置检测108调节轴1的位置控制101；对于轴6，通过位置控制111、速度控制112、功率驱动113、轴1电机116、轴6电机编码器114、轴6电机电源115，控制轴6的速度和位置，并通过轴6速度检测117调节轴6的速度控制112，通过轴6位置检测118调节轴6的位置控制111；工业机器人其它各轴的速度和位置控制与轴1、轴6相同。工业机器人的主控单元30实时检测各轴的速度和位置。

作为优选方案，工作逻辑如图4所示，轴超速控制逻辑40被设计为各轴中有至少一轴的速度检测值大于等于该轴速度设定阈值，且限速控制开关41打开时，主控单元30控制工业机器人各轴停止运动并抱闸。

限速控制开关41打开时、且轴1～轴6中有至少一轴的速度检测值大于等于该轴速度设定阈值时，主控单元30控制工业机器人停止运动并抱闸。限速控制开关(41)关闭、或限速控制开关打开41打开但轴1～轴6的各轴速度检测值均小于该轴速度设定阈值，轴超速控制逻辑不对工业机器人的当前运动进行中断处理。即：

工业机器人的主控单元30实时检测轴1～轴6的速度，获取轴1速度检测值43、轴2速度检测值46、轴3速度检测值49、轴4速度检测值51、轴5速度检测值54、轴6速度检测值57；

主控单元30分别对各轴的速度检测值和速度设定阈值作实时比较，即：轴1速度检测值43和轴1速度设定阈值44比较、轴2速度检测值46和轴2速度设定阈值47比较，轴3速度检测值49和轴3速度设定阈值50比较，轴4速度检测值51和轴4速度设定阈值52比较，轴5速度检测值54和轴5速度设定阈值55比较，轴6速度检测值57和轴6速度设定阈值58比较；

其比较结果42、45、48、53、56、59作为或逻辑60的输入；或逻辑60的输出与限速控制开关41进行与逻辑61，与逻辑61的输出信号，控制工业机器人2是否停止运动和抱闸。

综上所述，本实施例与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本申请的实施例专利提出了一种基于工业机器人自动装配的安全控制方法，尤其应用于低速、大负载人机协同、高精度高安全可靠性装配场景，实现自动装配过程对产品和人员的系统安全防护控制。即：装配前快速校核工业机器人运动功能是否正常，避免控制系统存在问题的情况下进行产品装配，预防因运动失控带来安全风险；装配过程中，采用超速限制运动策略、操作者手持按键对关键装配环节进行安全确认，实现自动装配过程中系统正常、非正常运行条件下的多级安全控制防护；并采用外部测量反馈调整工业机器人的位置与姿态，补偿工业机器人本身定位精度不足的问题，实现高精度套装要求，套装过程中实现位置与姿态的闭环监控，确保套装过程满足装配精度要求不发生干涉碰撞。实现从装配前的运动功能校核、装配过程中的安全控制策略、运动准确性和精度控制策略等，对自动装配进行系统的安全防护控制：

1)产品装配前，快速校核工业机器人各轴运动功能：调用轴运动校核子程序，工业机器人按照安全的运动区域先后快速运动各轴、各轴运动范围覆盖产品装配所需要的各轴工作区间。效果：快速验证工业机器人各轴在工作区间范围内运动正常，确保控制系统正常条件下开启产品装配，避免控制系统存在问题的情况下进行产品装配，预防因运动失控带来安全风险。

2)工业机器人控制器设计安全控制策略：工业机器人运动失控可能对产品和人员安全带来安全风险，工业机器人运动失控主要表现为控制系统非正常情况下的运动超速。针对低速运动装配的应用，工业机器人控制器设计轴超速控制逻辑的安全控制策略，即：工业机器人控制器设置各轴(关节式机器人轴1～轴6)的速度上限阈值(该速度大于自动装配过程中相应轴的最大速度)，未进行产品装配时，限速控制开关关闭，不对各轴运动速度限制；进行产品装配时，限速控制开关打开，控制器实时监测各轴速度，并与其设定的速度上限阈值比较，当存在轴运动超速异常情况时，控制器立即停止各轴运动并抱闸，保护产品和人员，防止因控制故障超速造成安全危害，实现自动装配过程中系统正常、非正常运行条件下的多级安全控制防护。同时，控制器配置高速输入口、设计最高优先权的外部中断，操作者手持按键信号接入该高速输入口，并将其组态为运动暂停/继续功能信号，在装配过程中，操作者可随时暂停/继续工业机器人的运动控制，操作者对关键装配环节进行低速精密装配过程的安全确认。

3)工业机器人运动准确性与精度控制策略：装配位置的关键示教点，对示教点反馈位姿数据进行校核检验，确保运动的实际位姿数据与设计值间的一致性和正确性，避免因参数设置不当导致错误运动引起安全隐患。在精密套装过程中，采用外部的两路激光位移传感器，通过测量工件两截面的位置数据，计算获取工件中心位置及姿态，工业机器人根据测量反馈数据进行位置和姿态调整，补偿机器人运动精度不足问题、实现精密套装的运动精度要求，套装过程中实现位置与姿态的闭环监控，确保精密套装过程满足装配精度要求不发生干涉碰撞。

另外，本申请的实施例专利还具有较高的市场价值，能以较低成本提升工业机器人的应用安全性，实现自动化装配过程对产品和操作者的安全保护，满足高精密装配、严格杜绝接触碰撞等应用场景对工业机器人自动化装配的高安全性需求，具有较大的市场应用价值。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于工业机器人自动装配的安全控制方法，其特征在于，包括产品装配过程中的轴超速控制步骤：

步骤210：判断是否进行产品装配，若为否，等待产品装配指令；若为是，进入步骤211；

步骤211：接收到产品装配指令，打开限速控制开关，轴超速控制逻辑起作用；

步骤212：调用装配运动子程序，执行产品装配动作；

步骤216：实时检测各轴速度、并与设定阈值进行比较，判断是否存在轴超速，若存在轴超速，进入步骤204，并抱闸；若不存在轴超速，各轴运动不中断；

步骤204：立即停止各轴运动，并报警提示。

2.根据权利要求1所述的基于工业机器人自动装配的安全控制方法，其特征在于，在步骤212与步骤216之间，还包括产品装配过程中的人工暂停步骤：

步骤213：产品装配过程中，实时检测操作者的手持按键状态，判断是否“暂停”运动，若检测到手持按键为按下“暂停”状态，则进入步骤214，否则不作处理、各轴运动不受影响；

步骤214：立即暂停各轴运动；

步骤215：实时检测操作者的手持按键状态，判断是否“继续”运动，若是，则转至步骤216，否则保持暂停状态。

3.根据权利要求2所述的基于工业机器人自动装配的安全控制方法，其特征在于，步骤216之后，还包括产品装配过程中的位置和姿态校核步骤：

步骤217：产品装配过程中，在关键示教点对工件上件的位置、姿态校核；

步骤218：在关键示教点位置，对工件上件位置和姿态进行判断，若不正确，转至步骤204；若正确，进行后续装配运动。

4.根据权利要求3所述的基于工业机器人自动装配的安全控制方法，其特征在于，在步骤218之后，还包括产品装配过程中的位置和姿态调整步骤：

步骤219：各轴低速运动，通过激光测量仪测量工件上件的位置和姿态，根据测量结果，迭代调整位置和姿态；

步骤220：根据测量结果，判断是否已完成迭代控制，若未完成，转至步骤219；若工件上件的位置和姿态测量结果满足装配要求，代表已完成迭代调整位置与姿态，进入步骤221；

步骤221：判断装配是否完成，若未完成，转至步骤212；若已完成，转至步骤230；

步骤230：各轴按运动过程不发生接触碰撞的安全轨迹回原位；

步骤231：完成装配控制流程，结束。

5.根据权利要求4所述的基于工业机器人自动装配的安全控制方法，其特征在于，在步骤210之前，还包括产品装配前的轴运动区间检测步骤：

步骤200：开始启动工业机器人控制系统，运行装配前的初始化逻辑；

步骤205：调用校核各轴运动范围子程序，按照各轴运动过程不发生接触碰撞的原则先后运动各轴，各轴运动范围覆盖产品装配所需要的工作区间；

步骤206：判断各轴运动范围是否正常，若各轴在工作区间运动异常，进入步骤204；若正常，进入步骤210。

6.根据权利要求5所述的基于工业机器人自动装配的安全控制方法，其特征在于，在步骤200与步骤205之前，还包括产品装配前的轴回安全位检测步骤：

步骤201：关闭限速控制开关，轴超速控制逻辑不起作用，不对各轴运动速度进行约束和中断处理；

步骤202：调用轴回安全位子程序，各轴按运动过程不发生接触碰撞的安全轨迹回安全位置；

步骤203：对各轴回安全位过程是否正常进行判断，若异常，进入步骤204，若正常，进入步骤205。

7.根据权利要求6所述的基于工业机器人自动装配的安全控制方法，其特征在于，工业机器人主控单元(30)中设计轴超速控制逻辑(40)，主控单元(30)接收运动控制指令(20)，并将运动控制指令(20)进行分解、控制各轴；对于轴1，通过位置控制(101)、速度控制(102)、功率驱动(103)、轴1电机(106)、轴1电机编码器(104)、轴1电机电源(105)，控制轴1的速度和位置，并通过轴1速度检测(107)调节轴1的速度控制(102)，通过轴1位置检测(108)调节轴1的位置控制(101)；工业机器人其它各轴的速度和位置控制与轴1相同。

8.根据权利要求1所述的基于工业机器人自动装配的安全控制方法，其特征在于，轴超速控制逻辑(40)被设计为各轴中有至少一轴的速度检测值大于等于该轴速度设定阈值，且限速控制开关(41)打开时，主控单元(30)控制工业机器人各轴停止运动并抱闸。

9.一种基于工业机器人自动装配的安全控制系统，其特征在于，基于权利要求1-8任意一项所述的基于工业机器人自动装配的安全控制方法。

10.根据权利要求9所述的基于工业机器人自动装配的安全控制系统，其特征在于，包括工业机器人电控柜(1)、工业机器人(2)、手爪(3)、工件上件(4)、导轨滑块(5)、激光测量仪(6)、工件下件(7)、装配台(8)、待装台(9)；

工业机器人(2)为具有6个轴的六自由度关节式机器人，固定安装于装配区间底座上；

工业机器人电控柜(1)控制工业机器人(2)的运动；

手爪(3)固定安装于工业机器人(2)的手腕末端，手爪(3)的为对称结构、其对称轴线与工业机器人(2)的第六轴轴线重合；

工件下件(7)放置并固定在装配台(8)上，装配台(8)上左右对称设置两升降轴，升降轴的导轨滑轨(5)受伺服电机控制沿Z向上下滑动；

工件上件(4)初始放置在待装台(9)上，工业机器人(2)通过手爪(3)，将工件上件(4)从待装台(9)处抓取、转运至装配台(8)正上方；

导轨滑块(5)上分别设置了激光测量仪(6)，对工件上件(4)的位置及姿态进行测量；工业机器人(2)根据测量结果，对工件上件(4)的位置和姿态进行调整，调整至工件上件(4)与工件下件(7)的位置和姿态一致性在误差允许范围内，然后工业机器人(2)向下运动套装工件下件(7)和工件上件(4)；在套装过程中，激光测量仪(6)和导轨滑块(5)随工业机器人(2)Z向同步运动进行测量，检测工件上件(4)的位置和姿态：工件上件(4)与工件下件(7)的位置和姿态一致性在误差允许范围内时，工业机器人(2)继续运动；工件上件(4)与工件下件(7)的位置和姿态超过误差允许范围时，工业机器人(2)进行位置和姿态调整。

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