CN116931531B - 电池产线的安全控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种电池产线的安全控制系统及方法，其中，所述电池产线包括至少一个独立的安全区域，所述安全控制系统至少包括安全区域内的安全控制单元、生产设备和与生产设备对应的安全继电器，所述生产设备至少包括机器人，其中，所述安全控制单元，用于响应于安全触发事件，生成安全控制信号；所述安全继电器，与所述安全控制单元连接，用于响应于所述安全控制信号，向所述机器人的控制器发送关闭控制信号；所述机器人的控制器，与所述安全继电器连接，用于响应于所述关闭控制信号，控制所述机器人处于安全状态。这样能够实现电池产线的安全快速生产，也能保障电池产线内的人员设备安全。

Description

电池产线的安全控制系统及方法

技术领域

本申请实施例涉及安全控制技术领域，涉及但不限于一种电池产线的安全控制系统及方法。

背景技术

生产线上的安全控制通常是指产线的急停控制，是指在发生人身或设备安全隐患时，通过操作台的急停按钮、或者可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）内部的逻辑判断，使产线的变频器或电机停止，同时切断各比例阀和电磁阀的供电，来保证人身和产线上设备的安全。

目前动力锂电池模组生产过程中，会有各种不同的工艺，用到各种设备。生产动力锂电池模组产品的产线通过划分许多子区域的方式，以完成电池产品在各工艺段的生产。因此，如何对各子区域之间、各工艺段之间和各设备之间进行安全控制，以保障产线人员安全，以及实现产线快速、安全生产，是当前亟待解决的问题。

发明内容

为解决相关技术存在的问题，本申请实施例提供一种电池产线的安全控制系统及方法，能够实现产线的安全快速生产，也能保障产线内的人员设备安全。

第一方面，本申请提供一种电池产线的安全控制系统，所述电池产线包括至少一个独立的安全区域，所述安全控制系统至少包括安全区域内的安全控制单元、生产设备和与生产设备对应的安全继电器，所述生产设备至少包括机器人，其中，所述安全控制单元，用于响应于安全触发事件，生成安全控制信号；所述安全继电器，与所述安全控制单元连接，用于响应于所述安全控制信号，向所述机器人的控制器发送关闭控制信号；所述机器人的控制器，与所述安全继电器连接，用于响应于所述关闭控制信号，控制所述机器人处于安全状态。

上述实施例中，对电池产线进行分区，并对每个安全区域上的安全触发事件进行检测，响应于安全区域上发生安全触发事件，对安全区域内的机器人进行安全控制，将机器人与安全区域内的设备和人员之间进行安全隔离，保障了产线设备、操作人员和维护人员的安全，提高了整个电池产线的可靠性，为产线上的机器人和机械设备提供了可靠的安全控制保护机制。

在一些实施例中，所述安全控制系统还包括设置于所述安全区域内的安全检测单元；所述安全检测单元，与所述安全控制单元连接，用于对所述安全区域的入口进行检测，得到检测结果；所述安全检测单元，还用于响应于所述检测结果表征检测对象从所述安全区域的入口进入所述安全区域，生成所述安全触发事件，并将所述安全触发事件发送至所述安全控制单元。

上述实施例中，通过传感器对安全区域的入口进行检测，当检测对象通过入口进入安全区域时，生成安全触发事件，安全控制单元响应于安全触发事件，对安全区域内的机器人进行控制，保障了产线设备、操作人员和维护人员的安全。

在一些实施例中，所述安全控制单元，还用于响应于运输小车发送的进站指令，生成所述安全控制信号；其中，所述运输小车用于运输所述电池产线的物料。

上述实施例中，响应于运输小车的进站指令，对安全区域内的生产设备和机器人进行安全控制，避免生产设备和机器人对移动的运输小车上的物料造成损伤，保障了产线的安全生产。

在一些实施例中，所述机器人的控制器，还用于响应于所述关闭控制信号，控制所述机器人处于停止状态或移动至安全位置。

上述实施例中，对安全区域内的机器人进行安全控制，将机器人与安全区域内的设备和人员之间进行安全隔离，保障了产线设备、操作人员和维护人员的安全。

在一些实施例中，所述安全区域内包括至少两个生产设备，所述机器人设置有机器人控制单元；所述机器人的控制器，用于响应于针对所述机器人控制单元的控制操作，生成机器人控制信号；所述安全继电器，还用于响应于机器人的控制器发送的机器人控制信号，对所述安全区域内的除所述机器人之外的其他生产设备发送所述关闭控制信号。

上述实施例中，通过在机器人本体上设置机器人控制单元，安全控制单元基于机器人本体的控制信号对安全区域内的其他生产设备进行控制，实现了产线的安全生产。

在一些实施例中，所述至少一个独立的安全区域包括相邻的第一安全区域和第二安全区域；所述第一安全区域的安全控制单元，用于响应于第一安全区域的安全触发事件，生成所述第一安全区域的安全控制信号；所述第二安全区域的安全控制单元，用于接收第一安全区域的安全控制单元发送的安全控制信号，响应于所述第一安全区域的安全控制信号，生成所述第二安全区域的安全控制信号。

上述实施例中，在上一个安全区域中发生安全触发事件时，下一个安全区域也会基于该安全触发事件进行安全控制，避免上一安全区域输出的物料进入下一安全区域时，与安全区域内移动的机器人发生碰撞，造成物料损伤，无法进行后续工艺的问题，提升了产线生产的可靠性。

在一些实施例中，所述生产设备还包括气缸和电机；所述机器人的控制器、所述气缸的控制器和所述电机的控制器分别与不同的安全继电器连接；与所述气缸的控制器连接的安全继电器，用于响应于所述安全控制信号，向所述气缸的控制器发送关闭控制信号；与所述电机的控制器连接的安全继电器，用于响应于所述安全控制信号，向所述电机的控制器发送关闭控制信号。

上述实施例中，通过安全控制系统的联锁控制方案对产线上的至少两个生产设备分别进行安全控制，提高了控制效率，保障了产线的安全生产。

第二方面，本申请提供一种电池产线的安全控制方法，应用于电池产线的安全控制系统；所述电池产线包括至少一个独立的安全区域，所述安全控制系统至少包括安全区域内的安全控制单元、生产设备和与生产设备对应的安全继电器，所述生产设备至少包括机器人，其中，所述方法包括：所述安全控制单元响应于安全触发事件，生成安全控制信号；所述安全继电器响应于所述安全控制信号，向所述机器人的控制器发送关闭控制信号；所述机器人的控制器响应于所述关闭控制信号，控制所述机器人处于安全状态。

上述实施例中，对电池产线进行分区，并对每个安全区域上的安全触发事件进行检测，响应于安全区域上发生安全触发事件，对安全区域内的机器人进行安全控制，将机器人与安全区域内的设备和人员之间进行安全隔离，保障了产线设备、操作人员和维护人员的安全，提高了整个电池产线的可靠性，为产线上的机器人和机械设备提供了可靠的安全控制保护机制。

在一些实施例中，所述安全控制系统还包括设置于所述安全区域内的安全检测单元；所述方法还包括：所述安全检测单元对所述安全区域的入口进行检测，得到检测结果；所述安全检测单元响应于所述检测结果表征检测对象从所述安全区域的入口进入所述安全区域，生成所述安全触发事件，并将所述安全触发事件发送至所述安全控制单元。

通过传感器对安全区域的入口进行检测，当检测对象通过入口进入安全区域时，生成安全触发事件，安全控制单元响应于安全触发事件，对安全区域内的机器人进行控制，保障了产线设备、操作人员和维护人员的安全。

在一些实施例中，所述安全区域内包括至少两个生产设备，所述机器人设置有机器人控制单元；所述方法还包括：所述机器人的控制器响应于针对所述机器人控制单元的控制操作，生成机器人控制信号；所述安全继电器响应于机器人的控制器发送的机器人控制信号，对所述安全区域内的除所述机器人之外的其他生产设备发送所述关闭控制信号。

上述实施例中，通过在机器人本体上设置机器人控制单元，安全控制单元基于机器人本体的控制信号对安全区域内的其他生产设备进行控制，实现了产线的安全生产。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

图1是本申请实施例提供的电池产线安全区域划分的示意图；

图2是本申请实施例提供的电池产线的安全控制系统的示意图一；

图3是本申请实施例提供的电池产线的安全控制系统的示意图二；

图4是本申请实施例提供的电池产线的安全控制方法的一个可选的流程示意图；

图5是本申请实施例提供的安全控制原理示意图；

图6是本申请实施例提供的机器人安全控制原理示意图；

图7是本申请实施例提供的阀岛安全控制原理示意图；

图8是本申请实施例提供的远程I/O模块安全控制原理示意图；

图9是本申请实施例提供的变频器和伺服控制器安全控制原理示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本申请的限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。除非另有定义，本申请实施例所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请实施例所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。

目前动力锂电池模组生产过程中，通过不同的子区域的完成产品在各工艺段的生产。但是，不同的区域之间物料需要进出，不同的子区域中会有不同的机器人对物料进行搬运、加工或检测，产线中还会出现技术人员对设备进行调试或程序设置，因此，如何确保电池物料在不同的子区域进出时，不会对产线上的设备造成损害，也不会因移动的机器人对物料造成损伤，产线上运行的设备和机器人也不会对技术人员造成损伤，是当前需要解决的问题。

基于上述考虑，为了解决电池产线安全生产的问题，发明人经过深入研究，可以从安全区域划分和安全区域的安全控制原理2个方面来实现动力锂电池模组产线设备安全控制方案。图1是本申请实施例提供的电池产线安全区域划分的示意图，如图1所示，电池模组产线划分为8个细分的安全区域，如图1中的第一安全区域101至第八安全区域108，其中，第一安全区域101可以用于实现电池模组产线的上料工序，第一安全区域101中的生产设备为上料设备；第二安全区域102可以用于实现电芯配组、电芯侧面贴胶、贴胶检测、电芯小单元成组和电芯大面上线等工序，第二安全区域102中的生产设备为大面贴胶设备；第三安全区域103至第六安全区域106（即第三安全区域103、第四安全区域104、第五安全区域105和第六安全区域106）可以用于实现电芯的端面贴胶工序，第三安全区域103至第六安全区域106中的生产设备为端面贴胶设备；第七安全区域107可以用于实现电芯的堆叠工序，第七安全区域107中的生产设备为堆叠设备；第八安全区域108可以用于实现电芯的模组加压工序，第八安全区域108中的生产设备为加压设备。

每个安全区域用围栏封闭起来，在物料的出、入口安装有光栅和卷帘门等安全元器件，这样的安全分区主要是确保每个安全区域的作业具有各自的独立性，并且避免作业人员误闯入作业区而造成安全伤害。其次，如图1所示，每个安全区域都配置有安全相关的急停、安全门锁等安全元器件。这些安装装置的主要作用是设备紧急状态的安全停止，以及设备人员进入安全区域进行设备维修维护时的安全停止。

在本申请实施例中，急停是一种设置于产线上的一种安全设备，主要用于紧急情况下停止产线上的机器或设备的运行，以保护人员和设备的安全。当发生紧急情况时，产线上的技术人员按下急停开关，就会立即断开产线上机器或设备的电源和动力传输，使机器或设备停止运行，机器或设备被停止了以后，需要手动恢复急停开关以重新启动机器或设备。

安全门锁设置于每一安全区域的安全门上，如果安全门打开，安全控制单元响应于安全门锁对应的安全触发事件，对产线上的机器和设备进行控制，以保护安全门进入的人或设备的安全。

在一些实施例中，安全光栅是产线上的一种通过红外线感应器构成的非接触型安全防护设备。它能在操作员与安全区域中的位线区域之间建立一个无形的光学屏障，从而确保工作人员和机器之间的安全距离。当红外线检测到物料或其他设备通过光栅进入时，安全控制单元会对安全区域内的机器或设备进行安全控制。

在一些实施例中，卷帘门也是隔离安全区域中危险区域与操作区域的安全屏障，如果卷帘门打开，安全控制单元会对安全区域内的机器或设备进行安全控制。

本申请实施例提供的安全控制系统不仅可以用于锂电池的生产过程，还可以用于任何自动化产线，以实现产线的安全生产。

本申请实施例提供的电池产线的安全控制方法通过安全控制系统实现，电池产线上包括至少一个独立的安全区域，安全控制系统至少包括安全区域内的安全控制单元、生产设备和与生产设备对应的安全继电器，所述生产设备至少包括机器人。其中。安全控制单元可以是指可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）、单片机、中位机以及上位机中的任意一种；安全控制单元可以包括处理器、存储有处理器可执行指令的存储器，当指令被处理器执行时，实现本申请实施例提供的安全控制方法。生产设备是指产线上各安全区域中的设备，例如，上料工序对应的安全区域中生产设备为上料机器人、通过气缸实现运行的设备或者通过电机实现运行的上料设备。安全继电器可以看作一个控制开关，用于接收安全控制单元响应于急停、安全门、光栅或卷帘门等安全触发事件发出的控制信号，然后安全继电器再通过无源触点将控制信号发送给产线上的各用电设备，以对产线上的各用电设备进行安全控制。

图2是本申请实施例提供的电池产线的安全控制系统，如图2所示，产线包括至少一个独立的安全区域，安全控制系统至少包括每一安全区域内的安全控制单元201、生产设备和与生产设备对应的安全继电器202，安全控制单元201分别与安全区域内的急停204、安全门锁205、光栅206或卷帘门等安全元器件连接。生产设备至少包括安全区域内的机器人203。

其中，安全控制单元201用于响应于急停204、安全门锁205、光栅206或卷帘门等安全元器件中至少一个安全元器件对应的安全触发事件，或者上下游安全区域之间的联动信号207，生成安全控制信号。安全继电器202与安全控制单元201连接，用于响应于安全控制信号，向机器人203的控制器发送关闭控制信号。机器人203的控制器，与安全继电器202连接，用于响应于关闭控制信号，控制机器人203处于安全状态。

这里，安全触发事件可以是指安全区域的急停204、安全门锁205、光栅206或卷帘门等安全元器件至少一个安全元器件对应的安全触发事件，例如，技术人员按下了急停204的急停按钮；或者技术人员打开了安全区域的安全门锁205；或者有物料或未知的物体进入光栅206；或者上下游安全区域之间传来联动信号207，例如，相邻两个制作工艺对应的安全区域中，生产的物料从上一个安全区域需要直接进入下一个安全区域时，如果上一个安全区域发生了安全触发事件，此时，下一个安全区域也会获取上一个安全区域中该安全触发事件对应的安全控制信号，并对本区域也进行安全控制，避免对进入的物料或设备造成损害。

在本申请实施例中，安全继电器至少由线圈、衔铁和触点簧片等组成。当线圈两端加上一定的电压时，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，从而带动衔铁的动触点（常开触点）吸合或静触点（常闭触点）断开。这里，如果安全继电器里为常开开关，则安全继电器在接收到安全控制单元发送的安全控制信号之后，线圈产生电磁效应，吸合常开触点，产生令机器人关闭的关闭控制信号。

这里，机器人可以是指电池产线上的搬运、装配、包装和检测等机器人，机器人在产线上移动。当安全区域产生安全触发事件时，为了避免移动的机器人对进入安全区域的人或设备造成损害，因此，需要机器人在发生安全触发事件时处于安全状态，以保护产线上的设备或进入产线的技术人员。例如，安全状态可以是机器人立即停止或者机器人回到安全位置，安全位置是指不会对人或设备造成伤害的位置。

本申请实施例对电池产线进行分区，并对每个安全区域上的安全触发事件进行检测，响应于安全区域上发生安全触发事件，对安全区域内的机器人进行安全控制，将机器人与安全区域内的设备和人员之间进行安全隔离，保障了产线设备、操作人员和维护人员的安全，提高了整个电池产线的可靠性，为产线上的机器人和机械设备提供了可靠的安全控制保护机制。

在一些实施例中，图3是本申请实施例提供的电池产线的安全控制系统，如图3所示，安全控制系统还包括设置于安全区域内的安全检测单元301。安全检测单元301与安全控制单元201连接，用于对安全区域的入口进行检测，得到检测结果；安全检测单元301，还用于响应于检测结果表征检测对象从安全区域的入口进入安全区域，生成安全触发事件，并将安全触发事件发送至安全控制单元201。

在一些实施例中，安全检测单元301可以是指安全区域的安全检测传感器，例如，光纤传感器、光栅和工业照相机等可以实现对检测对象进行检测的设备。检测对象可以是进入安全区域的技术人员、产线的物料或产线上移动的设备等。通过安全传感器对安全区域的入口进行检测，当检测到检测对象通过入口进入安全区域时，安全检测单元生成检测结果，响应于检测结果表征当前有任一个检测对象从安全区域的入口进入安全区域时，安全检测单元生成安全触发事件，并将安全触发事件发送至安全控制单元201，安全控制单元201生成安全控制信号，并基于安全继电器向机器人的控制器发送关闭控制信号，以控制安全区域内的述机器人处于安全状态，避免机器人对从入口进入安全区域的技术人员、产线的物料或产线上移动的设备造成损害。

如此，本申请实施例通过传感器对安全区域的入口进行检测，当检测对象通过入口进入安全区域时，生成安全触发事件，安全控制单元响应于安全触发事件，对安全区域内的机器人进行控制，保障了产线设备、操作人员和维护人员的安全。

在一些实施例中，产线上不同安全区域和不同工位之间的物料传输是通过产线上的运输小车，即自动导向车（Automatic Guided Vehicle，AGV）进行运送的，AGV小车根据电池产线上不同工位的先后顺序，自动选择判定自动规划最合适的运输线路。AGV小车每进入一个安全区域的工位时，会给该安全区域对应的安全控制单元发送进站指令，安全控制单元响应于运输小车发送的进站指令，生成安全控制信号，并基于安全继电器向机器人的控制器发送关闭控制信号，以控制安全区域内的述机器人处于安全状态。

在一些实施例中，进站指令中还可以包括传输小车在当前安全区域中的运行路线，安全控制单元在接收到该进站指令之后，根据该运输小车的运行路线，控制产线上的机器人避开该运输小车，以对物料进行保护。

本申请实施例响应于运输小车的进站指令，对安全区域内的生产设备和机器人进行安全控制，避免生产设备和机器人对移动的运输小车上的物料造成损伤，保障了产线的安全生产。

在一些实施例中，机器人的控制器在接收到关闭控制信号之后，控制机器人处于停止状态或移动至安全位置。这里，控制机器人处于停止状态是指，机器人的控制器在接收到关闭控制信号之后，控制机器人以当前姿态停止。安全位置可以是指机器人在当前安全区域或当前工位的home位，机器人在安全位置不会对安全区域内的设备和技术人员造成损伤，控制机器人移动至安全位置是指机器人的控制器在接收到关闭控制信号之后，控制机器人停止当前操作，并自动移动至安全位置。

本申请实施例对安全区域内的机器人进行安全控制，将机器人与安全区域内的设备和人员之间进行安全隔离，保障了产线设备、操作人员和维护人员的安全。

在一些实施例中，安全区域内包括至少两个生产设备，机器人本体上也可以设置有机器人控制单元，机器人控制单元可以是指设置在机器人本体上的急停按钮，当操作人员进入安全区域，可以手动按压机器人本体上的机器人控制单元，机器人的控制器针对该按压操作，生成安全触发事件，该安全区域内的安全控制单元响应于该安全触发事件，对安全区域内的设备进行安全控制。

在一些实施例中，机器人的控制器用于响应于针对所述机器人控制单元的控制操作，生成机器人控制信号（即机器人本体的急停信号）。安全控制单元将该机器人控制信号发送至安全继电器，安全继电器还用于响应于机器人的控制器发送的机器人控制信号，对安全区域内的除所述机器人之外的其他生产设备发送所述关闭控制信号。也就是说，技术人员在进入安全区域内，可以按压安全区域内任一个机器人本体设置的急停按钮，此时，安全区域的安全控制单元接收该机器人发出的控制信号，进而对安全区域内的其他生产设备进行安全控制。

本申请实施例通过在机器人本体上设置机器人控制单元，安全控制单元基于机器人本体的控制信号对安全区域内的其他生产设备进行控制，实现了产线的安全生产。

在一些实施例中，电池产线上的至少一个独立的安全区域至少可以包括相邻的第一安全区域和第二安全区域，相邻可以是指两个安全区域的制作工艺是连续的，例如，第一安全区域对应的制作工艺是焊前寻址，第二安全区域对应的制作工艺是极柱焊接。

相邻的两个安全区域中，上一个安全区域中发生安全触发事件时，下一个安全区域也会基于该安全触发事件进行安全控制，避免上一安全区域输出的物料进入下一安全区域时，与安全区域内移动的机器人发生碰撞，造成物料损伤，无法进行后续工艺的问题。

其中，第一安全区域的安全控制单元可以用于响应于第一安全区域的安全触发事件，生成所述第一安全区域的安全控制信号；第二安全区域的安全控制单元，用于接收第一安全区域的安全控制单元发送的安全控制信号，响应于第一安全区域的安全控制信号，生成第二安全区域的安全控制信号，以实现电池产线中上下游的安全信号控制。

本申请实施例在上一个安全区域中发生安全触发事件时，下一个安全区域也会基于该安全触发事件进行安全控制，避免上一安全区域输出的物料进入下一安全区域时，与安全区域内移动的机器人发生碰撞，造成物料损伤，无法进行后续工艺的问题，提升了产线生产的可靠性。

在一些实施例中，产线上的生产设备还包括气缸和电机，气缸可以是指产线上将电能转换为机械能的设备，可以应用于电池生产线上的自动化设备中，如机器人、搬运装置、物料输送系统等，安全继电器通过管控连接气缸的阀岛和远程I/O模块的负载输出电源，从而对气缸进行安全启/停控制。电机在电池产线上的配料、搅拌、涂布、辊压、分条、模切、卷绕、叠片、注液和焊接等工艺对应的设备上均有应用，安全继电器通过控制连接电机的变频器和伺服控制器的安全接入（Safe Torque Off，STO）端口的关断，来进行变频器&伺服控制器的安全启动/停的控制，进而对电机进行安全启/停控制。

在本申请实施例中，机器人的控制器、气缸的控制器和电机的控制器分别与不同的安全继电器连接。也就是说，电池产线上不同的生产设备与不同的安全继电器连接。

这里，与所述气缸的控制器连接的安全继电器，用于响应于安全控制信号，向气缸的控制器发送关闭控制信号。这里，气缸的控制器可以是与气缸连接的阀岛和远程I/O模块，安全继电器响应于安全控制信号，控制阀岛的负载DC24V输出断开，从而使得气缸停止运动，达成阀岛动作的安全管控。安全继电器还可以响应于安全控制信号，控制远程I/O模块的负载DC24V输出断开，从而使得气缸停止运动，达成远程I/O模块动作的安全管控。

在一些实施例中，与电机的控制器连接的安全继电器，用于响应于所述安全控制信号，向所述电机的控制器发送关闭控制信号。这里，电机的控制器可以是与电机连接的变频器和电机伺服控制器，安全继电器响应于安全控制信号，控制变频器和电机伺服控制器的STO端子断开，从而使得电机停止运动，达成变频器和电机伺服控制器的安全管控。

本申请实施例通过系统的联锁控制对产线上的至少两个生产设备分别进行安全控制，提高了控制效率，保障了产线的安全生产。

基于上述电池产线的安全控制系统，本申请实施例再提供一种电池产线的安全控制方法，图4是本申请实施例提供的电池产线的安全控制方法的一个可选的流程示意图，如图4所示，电池产线的安全控制方法可以通过步骤S401至步骤S403实现：

步骤S401、所述安全控制单元响应于安全触发事件，生成安全控制信号。

在一些实施例中，电池产线上包括至少一个独立的安全区域，安全控制系统至少包括安全区域内的安全控制单元、生产设备和与生产设备对应的安全继电器，所述生产设备至少包括机器人。其中。安全控制单元可以是指可编程逻辑控制设备，生产设备是指产线上的设备，例如，机器人、通过气缸实现运行的设备或者通过电机实现运行的设备。安全继电器接收安全控制单元响应于急停、安全门、光栅或卷帘门等安全触发事件发出的信号，然后安全继电器再通过无源触点将信号发送给各用电设备。

步骤S402、所述安全继电器响应于所述安全控制信号，向所述机器人的控制器发送关闭控制信号。

这里，关闭控制信号是指用于控制机器人处于停止状态或移动至安全位置。安全继电器响应于安全控制单元的安全控制信号，向机器人的控制器发送关闭控制信号。

步骤S403、所述机器人的控制器响应于所述关闭控制信号，控制所述机器人处于安全状态。

本申请实施例对电池产线进行分区，并对每个安全区域上的安全触发事件进行检测，响应于安全区域上发生安全触发事件，对安全区域内的机器人进行安全控制，将机器人与安全区域内的设备和人员之间进行安全隔离，保障了产线设备、操作人员和维护人员的安全，提高了整个电池产线的可靠性，为产线上的机器人和机械设备提供了可靠的安全控制保护机制。

在一些实施例中，安全控制系统还包括设置于安全区域内的安全检测单元。本申请实施例提供的电池产线的安全控制方法还包括步骤S1和步骤S2：

步骤S1、所述安全检测单元对所述安全区域的入口进行检测，得到检测结果。

步骤S2、所述安全检测单元响应于所述检测结果表征检测对象从所述安全区域的入口进入所述安全区域，生成所述安全触发事件，并将所述安全触发事件发送至所述安全控制单元。

本申请实施例通过传感器对安全区域的入口进行检测，当检测对象通过入口进入安全区域时，生成安全触发事件，安全控制单元响应于安全触发事件，对安全区域内的机器人进行控制，保障了产线设备、操作人员和维护人员的安全。

在一些实施例中，安全控制单元响应于运输小车发送的进站指令，生成安全控制信号；其中，运输小车用于运输电池产线的物料。

在一些实施例中，机器人的控制器响应于关闭控制信号，控制机器人处于停止状态或移动至安全位置。

在一些实施例中，安全区域内包括至少两个生产设备，机器人设置有机器人控制单元；机器人的控制器响应于针对机器人控制单元的控制操作，生成机器人控制信号；安全继电器响应于机器人的控制器发送的机器人控制信号，对安全区域内的除机器人之外的其他生产设备发送关闭控制信号。

在一些实施例中，至少一个独立的安全区域包括相邻的第一安全区域和第二安全区域；第一安全区域的安全控制单元响应于第一安全区域的安全触发事件，生成第一安全区域的安全控制信号；第二安全区域的安全控制单元接收第一安全区域的安全控制单元发送的安全控制信号，响应于第一安全区域的安全控制信号，生成第二安全区域的安全控制信号。

在一些实施例中，生产设备还包括气缸和电机；机器人的控制器、气缸的控制器和电机的控制器分别与不同的安全继电器连接；与气缸的控制器连接的安全继电器响应于安全控制信号，向气缸的控制器发送关闭控制信号；与电机的控制器连接的安全继电器响应于安全控制信号，向电机的控制器发送关闭控制信号。

下面，将说明本申请实施例在一个实际的应用场景中的示例性应用。

本申请从安全区域划分、安全控制原理2个方面来描述动力锂电池模组产线设备安全控制方案，首先，整个线体划了8个细分的安全区（即安全区域），安全区用围栏封闭起来，在物料的出、入口安装有光栅和卷帘门等安全元器件，这样的安全分区主要是确保每个安全区的作业具有各自的独立性，并且避免作业人员误闯入作业区而造成安全伤害。其次，每个安全区都配置有安全相关的急停安全门锁等安全元器件。这些安装装置的主要作用是设备紧急状态的安全停止以及设备人员进行线体区域进行设备维修维护的安全停止。

图5是本申请实施例提供的安全控制原理示意图，如图5所示，安全区域内的急停开关501、光栅装置502、安全门锁装置503和上下游信号504接入继电器505，继电器505响应于急停开关501、光栅装置502或安全门锁装置503发出的安全信号，以及上下游信号504，向安全区域内的设备输出安全连锁信号。

其中，产线机器人506的控制器通过继电器505的安全关联信号来对产线机器人506进行安全启/停控制。安全关联信号是指安全区域发生安全触发事件产生的安全控制信号或者其他机器人本体产生的急停信号。

气缸507的安全控制是基于继电器505的安全联锁信号，通过开关电源5071来管控阀岛5072或远程I/O模块5073的负载输出电源（例如，可以是DC24V输出），从而对气缸507进行安全启/停控制。安全联锁信号是指安全继电器接收到安全区域发生安全触发事件产生的安全控制信号或者其他机器人本体产生的急停信号之后，对其他设备发出的控制信号。

电机508的安全控制是基于继电器505的安全联锁信号，控制电机的变频器5081和伺服控制器5082的STO输入端口的关断，来进行变频器和伺服控制器的安全启动/停的控制。

基于前述实施例，图6是本申请实施例提供的机器人安全控制原理示意图，如图6所示，外部急停信号601和外部安全门锁信号602通过继电器505关联输出到产线机器人506的控制器5061，机器人的控制器接收安全继电器发出的外部急停输入信号603和外部安全门锁输入信号604之后，执行机器人内部安全逻辑，进行机器人的安全启动或停止。

如图6所示，响应于安全区域的急停按钮被按下，外部急停信号601对应的线圈KA101触发，吸合外部急停信号601对应的常开触点K101，此时，外部急停信号601输入至机器人的控制器，即机器人控制器的外部急停输入信号603，机器人控制器可以基于这个外部急停输入信号603对机器人进行急停控制。

响应于安全区域的安全门锁被打开，外部安全门锁信号602对应的线圈KA102触发，吸合外部安全门锁信号602对应的常开触点K102，此时，外部安全门锁信号602输入至机器人的控制器，即机器人控制器的外部安全门锁输入信号604，机器人控制器可以基于这个外部安全门锁输入信号604对机器人进行急停控制。

在一些实施例中，机器人本体急停输出信号606（来自机器人本体的急停按钮）输出给到继电器505，作为继电器505的安全输入信号来源。继电器505接收到来自机器人的机器人本体急停信号605后，输出安全控制信号给机器人（该机器人为除按急停按钮的机器人外的其他机器人）、阀岛和远程I/O模块等，对安全区域内的气缸和阀岛进行安全联锁控制。

响应于机器人本体的急停按钮被按下，机器人的控制器产生机器人本体急停输出信号606，继电器505接收机器人本体急停输出信号606，并向安全区域的其他机器人、气缸和电机输出机器人本体急停信号605，其他机器人的控制器、气缸的控制器和电机的控制器基于机器人本体急停信号605对其他机器人、气缸和电机进行急停控制。

如图6所示，机器人的控制器与继电器505连接时采用双回路连接，在进行产线的安全控制时，需要双回路均触发才能实现本申请实施例提供的安全控制方法。

基于前述实施例，图7是本申请实施例提供的阀岛安全控制原理示意图，如图6和图7所示，阀岛5072对应的安全控制也是通过继电器505的外部急停信号601和/或外部安全门锁信号602进行安全联锁控制的。继电器505接收外部急停信号601和/或外部安全门锁信号602，外部安全门锁信号或外部急停信号对应的线圈KA30触发，吸合外部安全门锁信号或外部急停信号对应的常开触点K30，此时，基于常开触点K30的状态关闭阀岛的负载DC24V（即负载电源701）输出，从而达成阀岛5072动作的安全管控。

基于前述实施例，图8是本申请实施例提供的远程I/O模块安全控制原理示意图，如图6和图8所示，远程I/O模块5073对应的安全控制也是通过继电器505的外部急停信号601和/或外部安全门锁信号602进行安全联锁控制的。继电器505接收外部急停信号601或外部安全门锁信号602，外部安全门锁信号或外部急停信号对应的线圈KA31触发，吸合外部安全门锁信号或外部急停信号对应的常开触点K31，此时，基于常开触点K31的状态关闭远程I/O模块5073的负载DC24V（即负载电源801）输出，从而达成远程I/O模块5073动作的安全管控。

基于前述实施例，图9是本申请实施例提供的变频器和伺服控制器安全控制原理示意图，如图6和图9所示，变频器5081或伺服控制器5082对应的安全控制均是通过继电器505的外部急停信号601和外部安全门锁信号602进行安全联锁控制的。继电器505接收外部急停信号或外部安全门锁信号，外部安全门锁信号或外部急停信号对应的线圈KA32触发，吸合外部安全门锁信号或外部急停信号对应的常开触点K32，此时，基于常开触点的状态去控制变频器和伺服控制器的STO控制端子901，从而达到对变频器和伺服控制器安全管控。例如，在吸合常开触点K32之后，关闭变频器和伺服控制器的STO控制端子的输入，使得变频器和伺服控制器停止。

本申请实施例对电池产线进行分区，并对每个安全区域上急停、光栅、安全门锁和上下游安全信号对应的安全触发事件进行检测，响应于安全区域上发生安全触发事件，对安全区域内的机器人进行安全控制，将机器人与安全区域内的设备和人员之间进行安全隔离，保障了产线设备、操作人员和维护人员的安全，提高了整个电池产线的可靠性，为产线上的机器人和机械设备提供了可靠的安全控制保护机制。

需要说明的是，本申请实施例中系统的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果，因此不做赘述。对于本装置实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。

以上所述，仅为本申请的实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和范围之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电池产线的安全控制系统，其特征在于，所述电池产线包括至少一个独立的安全区域，所述安全控制系统至少包括安全区域内的安全控制单元、至少两个生产设备和与生产设备对应的安全继电器，所述生产设备至少包括机器人，所述机器人设置有机器人控制单元；其中，

所述安全控制单元，用于响应于安全触发事件，生成安全控制信号；

所述安全继电器，与所述安全控制单元连接，用于响应于所述安全控制信号，向所述机器人的控制器发送关闭控制信号；

所述机器人的控制器，与所述安全继电器连接，用于响应于所述关闭控制信号，控制所述机器人处于安全状态；

所述机器人的控制器，还用于响应于针对所述机器人控制单元的控制操作，生成机器人控制信号；

所述安全继电器，还用于响应于机器人的控制器发送的机器人控制信号，对所述安全区域内的除所述机器人之外的其他生产设备发送所述关闭控制信号。

2.根据权利要求1所述的安全控制系统，其特征在于，所述安全控制系统还包括设置于所述安全区域内的安全检测单元；

所述安全检测单元，与所述安全控制单元连接，用于对所述安全区域的入口进行检测，得到检测结果；

所述安全检测单元，还用于响应于所述检测结果表征检测对象从所述安全区域的入口进入所述安全区域，生成所述安全触发事件，并将所述安全触发事件发送至所述安全控制单元。

3.根据权利要求1所述的安全控制系统，其特征在于，

所述安全控制单元，还用于响应于运输小车发送的进站指令，生成所述安全控制信号；其中，所述运输小车用于运输所述电池产线的物料。

4.根据权利要求1至3任一项所述的安全控制系统，其特征在于，

所述机器人的控制器，还用于响应于所述关闭控制信号，控制所述机器人处于停止状态或移动至安全位置。

5.根据权利要求1至3任一项所述的安全控制系统，其特征在于，所述至少一个独立的安全区域包括相邻的第一安全区域和第二安全区域；

所述第一安全区域的安全控制单元，用于响应于第一安全区域的安全触发事件，生成所述第一安全区域的安全控制信号；

所述第二安全区域的安全控制单元，用于接收第一安全区域的安全控制单元发送的安全控制信号，响应于所述第一安全区域的安全控制信号，生成所述第二安全区域的安全控制信号。

6.根据权利要求1至3任一项所述的安全控制系统，其特征在于，所述生产设备还包括气缸和电机；所述机器人的控制器、所述气缸的控制器和所述电机的控制器分别与不同的安全继电器连接；

与所述气缸的控制器连接的安全继电器，用于响应于所述安全控制信号，向所述气缸的控制器发送关闭控制信号；

与所述电机的控制器连接的安全继电器，用于响应于所述安全控制信号，向所述电机的控制器发送关闭控制信号。

7.一种电池产线的安全控制方法，其特征在于，应用于电池产线的安全控制系统；所述电池产线包括至少一个独立的安全区域，所述安全控制系统至少包括安全区域内的安全控制单元、至少两个生产设备和与生产设备对应的安全继电器，所述生产设备至少包括机器人，所述机器人设置有机器人控制单元；其中，所述方法包括：

所述安全控制单元响应于安全触发事件，生成安全控制信号；

所述安全继电器响应于所述安全控制信号，向所述机器人的控制器发送关闭控制信号；

所述机器人的控制器响应于所述关闭控制信号，控制所述机器人处于安全状态；

所述机器人的控制器还响应于针对所述机器人控制单元的控制操作，生成机器人控制信号；

所述安全继电器还响应于机器人的控制器发送的机器人控制信号，对所述安全区域内的除所述机器人之外的其他生产设备发送所述关闭控制信号。

8.根据权利要求7所述的安全控制方法，其特征在于，所述安全控制系统还包括设置于所述安全区域内的安全检测单元；所述方法还包括：

所述安全检测单元对所述安全区域的入口进行检测，得到检测结果；

所述安全检测单元响应于所述检测结果表征检测对象从所述安全区域的入口进入所述安全区域，生成所述安全触发事件，并将所述安全触发事件发送至所述安全控制单元。

9.根据权利要求7所述的安全控制方法，其特征在于，所述安全区域内包括至少两个生产设备，所述机器人设置有机器人控制单元；所述方法还包括：

所述机器人的控制器响应于针对所述机器人控制单元的控制操作，生成机器人控制信号；

所述安全继电器响应于机器人的控制器发送的机器人控制信号，对所述安全区域内的除所述机器人之外的其他生产设备发送所述关闭控制信号。