CN202735763U

CN202735763U - 用于机器人的机器人运动控制安全系统

Info

Publication number: CN202735763U
Application number: CN 201220386187
Authority: CN
Inventors: 张斐泓; 张晖; S·萨尔莱
Original assignee: ABB T&D Technology AG
Current assignee: Hitachi Energy Switzerland AG
Priority date: 2012-08-01
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2022-08-01

Abstract

本实用新型提供一种用于机器人的机器人运动控制安全系统，包括：运动控制器；伺服驱动器，运动控制器与伺服驱动器双向通信连接，伺服驱动器又与机器人双向通信连接；安全输入致动器；安全性可编程逻辑控制器，安全输入致动器电连接到安全性可编程逻辑控制器；安全输出执行器，安全性可编程逻辑控制器通信连接到安全输出执行器，一电源经由安全输出执行器电连接到伺服驱动器，并经由伺服驱动器电连接到机器人。本实用新型通过采用特定的安全保护系统，巧妙地设计出提出了一种基于安全模块的系统拓补结构，可以确保机器人运动控制系统的安全可靠。

Description

用于机器人的机器人运动控制安全系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种机器人运动控制安全系统。

背景技术

[0002] 在现代工业中，经常会大量应用到机器人代替普通工作人员进行相关作业。在处理危险繁杂的任务时，相比于普通工作人员，机器人往往具有极大的优势。

[0003] 然而，在实际操作时，如果机器人控制系统出现故障，机器人往往会出现操作失误、控制失灵等失效情况。轻则降低生产效率，重则危害现场工作人员。而现有技术中又缺乏有效地安全机制来预防并阻止机器人失效情况。

实用新型内容

[0004] 本实用新型提供了一种机器人运动控制安全系统，旨在解决上文所述的现有技术中存在的缺陷。

[0005] 具体而言，本实用新型提供一种用于机器人的机器人运动控制安全系统，包括：运动控制器；伺服驱动器，运动控制器与伺服驱动器双向通信连接，伺服驱动器又与机器人双向通信连接；安全输入致动器；安全性可编程逻辑控制器，安全输入致动器电连接到安全性可编程逻辑控制器；安全输出执行器，安全性可编程逻辑控制器通信连接到安全输出执行器，一电源经由安全输出执行器电连接到伺服驱动器，并经由伺服驱动器电连接到机器人。

[0006] 优选地，安全性可编程逻辑控制器经由第一通信线路通信连接到运动控制器。

[0007] 更优选地，安全性可编程逻辑控制器经由第二通信线路通信连接到伺服驱动器。

[0008] 更优选地，所述第一通信线路是串行通信线路。

[0009] 更优选地，所述第二通信线路是串行通信线路。

[0010] 优选地，安全输入致动器可以是模式开关或者急停按钮等。

[0011] 优选地，安全输出执行器可以是继电器或电流接触器等。

[0012] 本实用新型通过采用特定的安全保护系统，巧妙地设计出提出了一种基于安全模块的系统拓补结构，可以确保机器人运动控制系统的安全可靠。

附图说明

[0013] 图I示出根据本实用新型的机器人运动控制安全系统的结构示意图。

具体实施方式

[0014] 图I示出根据本实用新型的机器人运动控制安全系统的结构示意图。图I中最右边一列自上而下显示出三个运动控制模块-运动控制器、伺服驱动器、机器人。如图I所示，运动控制器与伺服驱动器双向通信连接，伺服驱动器又与机器人双向通信连接。

[0015] 需要注意的是，图I中显示出两种箭头连接方式，其中实线箭头表示元器件之间的通信连接，而虚线箭头表示元器件之间的电连接。

[0016] 操作时，用户可以向运动控制器发出相应指令，由运动控制器对伺服驱动器进行高效且精确的控制。伺服驱动器在接收到来自运动控制器的指令后随即根据这一控制指令对机器人进行驱动，特别地，控制机器人上的电机，由此使机器人可以按照用户的意图进行精确运动。例如，伺服驱动器可以根据来自运动控制器的指令对机器人的电机进行速度环、位置环、力矩环控制。

[0017] 如上文所述可知，运动控制器、伺服驱动器、机器人三者之间构成了机器人运动控制机构。

[0018] 在图I左边显示出构成机器人操作安全保护系统的四个安全保护模块-安全输入致动器、安全性可编程逻辑控制器（PLC)、安全输出执行器、电源。这一安全保护系统与上述机器人运动控制机构配合，可以避免机器人在不安全的状态下启动，也可以在机器人动作时，自动监控安全链路，在操作出现异常时通过安全保护系统使机器人停机，另外，当操作人员发现机器人动作中出现异常或危险时，可以通过安全保护系统使机器人停机，由此最大限度地确保了机器人操作的安全性。

[0019] 具体而言，安全输入致动器电连接到安全性PLC，接着，安全性PLC通信连接到安全输出执行器。电源经由安全输出执行器电连接到伺服驱动器，电源电能再由伺服驱动器供给机器人。同时，在安全输出执行器也直接通信连接至机器人，由此，安全输出执行器可以向机器人发送抱松闸控制信号。在安全输出执行器导通的情况下，电源可以通过伺服驱动器为机器人供电以便机器人进行正常工作。

[0020] 在进行安全控制操作时，如果现场人员发现机器人运动控制系统出现故障，就可以启动安全输入致动器。由此，安全性PLC将检测到安全保护系统出现异常情况，从而切断电源，由此停止通过伺服驱动器向机器人的供电，同时安全输出执行器向机器人发出抱闸信号，机器人将随之关停，从而有效地避免了机器人的误操作所带来的损害。

[0021] 另外，如果现场人员提前发现现场存在不利于机器人操作的不安全状态，也可以通过安全保护系统来指示不启动机器人，由此避免机器人在不安全状态下启动所可能产生的对机器人本身和/或对周围环境的危害。

[0022] 优选地，如图I所示，安全性PLC可以通信连接到运动控制器，构成通信线路1，类似地，安全性PLC也可以通信连接到伺服驱动器，构成通信线路2。当操作人员发现机器人失效并启动安全输入致动器的情况下，安全性PLC也可以分别通过通信线路I和/或通信线路2将机器人失效的消息发送给运动控制器和/或伺服驱动器，由此提醒运动控制器和伺服驱动器中断相关的运动控制，从而最大限度地确保系统安全性。通信线路I和2均可由串行通信实现，例如通过RS422/485接口或以太网实现。

[0023] 另外，上述安全保护系统由于与运动控制机构中的运动控制器、伺服驱动器、机器人均存在信息传送，因此可以避免机器人在不安全的状态下启动，并且在机器人动作时，可以自动监控安全链路，在机器人出现异常时自动停机。

[0024] 上文所述的安全输入致动器可以是模式开关或者急停按钮，安全输出执行器可以是继电器或电流接触器。而安全性PLC并没有特别限制，可以是市场上通用的可编程逻辑控制器。

[0025] 本实用新型通过采用特定的安全保护系统，巧妙地设计出提出了一种基于安全模块的系统拓补结构，可以确保机器人运动控制系统的安全可靠。

[0026] 本领域技术人员还可以理解的是，本实用新型的保护范围并不仅限于上述实施例，所有对本实用新型的等同变换均落在本实用新型的范围内。

Claims

1. 一种用于机器人的机器人运动控制安全系统，其特征在于，包括：运动控制器；伺服驱动器，运动控制器与伺服驱动器双向通信连接，伺服驱动器又与机器人双向通信连接；安全输入致动器；安全性可编程逻辑控制器，安全输入致动器电连接到安全性可编程逻辑控制器；安全输出执行器，安全性可编程逻辑控制器通信连接到安全输出执行器，一电源经由安全输出执行器电连接到伺服驱动器，并经由伺服驱动器电连接到机器人。

2.根据权利要求I所述的机器人运动控制安全系统，其特征在于，安全性可编程逻辑控制器经由第一通信线路通信连接到运动控制器。

3.根据权利要求2所述的机器人运动控制安全系统，其特征在于，安全性可编程逻辑控制器经由第二通信线路通信连接到伺服驱动器。

4.根据权利要求2或3所述的机器人运动控制安全系统，其特征在于，所述第一通信线路是串行通信线路。

5.根据权利要求3所述的机器人运动控制安全系统，其特征在于，所述第二通信线路是串行通信线路。

6.根据权利要求I所述的机器人运动控制安全系统，其特征在于，安全输入致动器是模式开关或者急停按钮。

7.根据权利要求I所述的机器人运动控制安全系统，其特征在于，安全输出执行器是继电器或电流接触器。