CN210005910U - 一种自动化设备回零过程的安全提示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于自动化设备技术领域，具体提供了一种自动化设备回零过程的安全提示装置，包括PLC控制器及提示器，用于接收信号的PLC控制器的第一信号交互接口组与用于控制回零的自动化设备控制系统电连接，所述PLC控制器的第二信号交互接口组与所述提示器电连接。自动化设备控制系统包含回零起始、回零结束以及回零故障等回零状态信息，该安全提示装置根据自动化设备控制系统的回零状态信息来做出相应的状态提示。大型的自动化设备回零时间长且空间跨度大危险程度高，通过安全提示装置的提示及报警来使得现场工作人员随时得知自动化设备的回零过程中的各个状态，提高了在自动化设备回零过程中的工作人员的人身安全。

Description

一种自动化设备回零过程的安全提示装置

技术领域

本实用新型属于自动化设备技术领域，具体涉及自动化设备回零过程的安全提示装置。

背景技术

回零就是让自动化设备(例如数控机床设备、自动化流水线、非标自动化设备、机器人等)找到设备的初始参考点在哪里，并让设备回到初始参考点的位置。回零是带有初始状态的自动化设备(例如数控机床设备、自动化流水线、非标自动化设备、机器人等)在断电重新开机的时候必须要完成的一个操作步骤(带绝对式编码器的伺服机构除外)。

自动化设备在手动或系统自动开启回零的时候，都要进行寻找零点的动作，当零点信号开关感应到信号后，说明此部位已接近回到零点(具体回零方式有很多种，此处不多赘述)

原有的自动化设备(例如数控机床设备、自动化流水线、非标自动化设备、机器人等)在回零的时候都只是进行回零动作，但是没有一个明显的回零提示状态。因为设备回零运动大多数伴随着轴的运动或电机的转动，如果设备在回零过程中，设备附近的人员不知道设备正在回零运动，特别是大型设备回零(如自动化流水线、大型数控刨床、大型数控切割机等)，回零空间跨度大，回零时间长，可能会造成人身伤害。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中自动化设备回零存在的安全提示不足的问题。

本实用新型提供了一种自动化设备回零过程的安全提示装置，包括控制器及提示器，用于接收信号的控制器的第一信号交互接口组与用于控制回零的自动化设备控制系统电连接，所述控制器的第二信号交互接口组与所述提示器电连接。

优选地，所述控制器还包括用于输出反馈回零状态信息的第三信号交互接口组，所述第三信号交互接口组与所述自动化设备控制系统电连接。

优选地，所述第一信号交互接口组及所述第二信号交互接口组、第三信号交互接口组为硬线连接接口、RJ45以太网通讯、RS485等通讯接口。

优选地，所述控制器包括PLC控制器或单片机，所述PLC控制器型号为6ES7-215-1AG40-0XB0。

优选地，所述第一信号交互接口组包括I0.0接口至I0.4接口，所述I0.0接口至I0.4接口分别与所述自动化设备控制系统的系统急停输入接口、系统就绪输入接口、系统回零启动接口、系统回零完成接口以及系统回零位置检测接口电连接。

优选地，所述第二信号交互接口组包括急停Q0.0接口、回零前提示Q0.1、Q0.2接口、开始回零Q0.3接口、回零中Q0.4接口、Q0.6该安全提示装置就绪输出指示、回零完成Q1.0接口以及回零错误Q1.1接口。

优选地，所述提示器包括指示灯、蜂鸣器、扬声器或显示器中的一种或多种。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种自动化设备回零过程的安全提示装置，包括PLC控制器及提示器，用于接收信号的PLC控制器的第一信号交互接口组与用于控制回零的自动化设备控制系统电连接，所述PLC控制器的第二信号交互接口组与所述提示器电连接。自动化设备控制系统包含回零起始、回零结束以及回零故障等回零状态信息，该安全提示装置根据自动化设备控制系统的回零状态信息来做出相应的状态提示。大型的自动化设备回零过程漫长且危险程度高，通过安全提示装置的提示及报警来使得现场工作人员随时得知自动化设备的回零过程中的状态，提高了在自动化设备回零过程中的工作人员的人身安全。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型自动化设备回零过程的安全提示装置的电路连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本实用新型实施例提供了一种自动化设备回零过程的安全提示装置，包括控制器及提示器，用于接收信号的控制器的第一信号交互接口组与用于控制回零的自动化设备控制系统电连接，所述控制器的第二信号交互接口组与所述提示器电连接。由此可知，自动化设备包括数控机床及自动化生产线等，现有自动化设备包括自动化设备控制系统，该自动化设备控制系统用于控制自动化设备加工运行以及回零，控制器通过信号交互接口组与自动化设备控制系统进行通信。在一个具体的实施场景中，如数控机床的控制系统，通过将安全提示装置的控制器的信号交互接口组连接数控机床的控制系统的处理器或传感器，以获取数控机床回零时的状态信息，然后根据状态信息来输出信号给提示器进行提示，以告知现场工作人员此数控机床正在回零过程中，提高警惕。

优选的方案，所述控制器还包括用于输出反馈回零状态信息的第三信号交互接口组，所述第三信号交互接口组与所述自动化设备控制系统电连接。由此可知，第三信号交互接口组将回零状态信息再反馈给自动化设备控制系统电连接，如在回零过程中发现有故障或工作人员进入了操作现场，此时控制器将通过第三信号交互接口组发出紧急急停信息反馈给自动化设备控制系统，自动化设备控制系统则做出相应的急停操作以防止意外发生，保证工作人员及设备的安全。在一个具体的实施场景中，控制器为PLC控制器，其中，回零就绪输出指示Q0.6接口、回零完成Q1.0、回零错误Q1.1接口等接口作为第三信号交互接口组反馈给外面系统设备。此外，根据实际情况需要可以扩展急停输出信号、回零前指示信号、回零中指示信号、回零完成指示信号、回零错误指示信号等信号输出接口。

优选的方案，所述第一信号交互接口组及所述第二信号交互接口组为硬线连接接口、RJ45以太网通讯、RS485、CAN等通讯接口。还可以是通过无线通讯进行通讯，如WiFi、4G、5G或Zigbee等。

优选的方案，所述控制器包括PLC控制器或其它控制器例如单片机等，所述PLC控制器型号为6ES7-215-1AG40-0XB0。单片机包括STM3系列、51系列或AVR系列单片机等，PLC控制器也可以为其他型号，在此不再赘述。

优选的方案，所述第一信号交互接口组包括I0.0接口至I0.4接口，所述I0.0接口至I0.4接口分别与所述自动化设备控制系统的系统急停输入接口、系统就绪输入接口、系统回零启动接口、系统回零完成接口以及系统回零位置检测接口电连接。其中，第一信号交互接口组根据实际设备的需求及用途可增加多个输入接口，例如多增加几个检测回零是否到位传感器。增加几个传感器输入接口判断设备回零区间是否安全，能否正常回零等，例如在设备回零过程中，有人员闯入设备动作区域，该安全提示装置接收到传感器的检测信号后立刻急停并通知自动化设备控制系统即刻终止回零，避免造成人身安全及设备损坏。通过这些增加的输入接口增强回零提示装置对检测结果的完整性及安全性。

优选的方案，所述第二信号交互接口组包括急停Q0.0接口、回零前提示Q0.1、Q0.2接口、开始回零Q0.3接口、回零中Q0.4接口、回零完成Q1.0接口以及回零错误Q1.1接口，这些接口根据实际需要与所述提示器连接以提示不同的状态信息。输出接口的个数根据实际需要可以扩充多个，例如Q0.1，Q0.2都是表示回零前的提示接口，通过两组回零前提示信号起到双重保险的作用，假如在实际中有一路线路或提示器异常也不影响该装置整体的提示效果。通过多路输出指示接口，增强了该装置提示准确的可靠性。

优选的方案，所述提示器包括指示灯、蜂鸣器、扬声器或显示器中的一种或多种。

由此可知，现有的自动化设备回零状态信号包括：系统急停、系统就绪、系统回零启动、系统回零完成、系统回零位置检测等，上述系统的各状态信号均是通过自动化设备自身的传感器进行检测，传感器将信号传递至自动化设备自身的回零状态控制器，然后自动化设备的回零状态控制器自动控制驱动器驱动自身进行回零动作，这里的自动化设备的回零状态控制器可以是处理器CPU、也可以是自动化设备用于接收回零用传感器的其他控制器或芯片。本安全提示装置的控制器第一信号交互接口组与自动化设备的回零状态控制器连接以获取该自动化设备的回零状态信息、开始回零指令等状态，然后将相应的状态通过控制器转化成电信号传递给提示器，提示器做出相应的提示以提示工作人员自动化设备的回零状态，本实施例采用型号为6ES7-215-1AG40-0XB0的PLC控制器，800至804为自动化设备在准备回零时发送给安全提示装置的信号，安全提示装置通过该控制器的I0.0至I0.4接口一一对应接收信号，经过逻辑运算后，做出相应的动作并从该控制器的Q接口输出信号。Q0.1为回零前提示1输出，其输出901信号，Q0.3为开始回零输出，其输出903信号，Q0.4为回零中提示1输出，其输出904信号，Q0.5为回零中提示2输出，其输出905信号，Q0.6为该回零安全提示装置就绪输出指示其输出为906，Q1.0为回零完成提示输出，其输出910信号，Q1.1为回零错误提示输出，其输出911信号。

具体地，800是设备急停信号，如果设备有急停情况，提示装置通过接口I0.0接收，通过简单的逻辑运算相应的立即从接口Q0.0发出急停信号900，停止相关设备运行，即Q0.0输出900信号，900信号表示急停信号输出。801是设备就绪信号，就绪信号是判断设备是否具备回零的一个条件，如果设备没有错误，设备正常，发出就绪信号，说明系统具备回零条件。802是设备开始回零时信号，安全提示装置通过相应的接口收到信号后，先通过Q0.1输出901回零前提示信号1，Q0.2输出902回零前提示信号2，该提示信号可以接警示灯，蜂鸣器等。提醒操作人员设备即将要动作回零，通过两组回零前提示信号起到双重保险的作用，确保安全后才能开始回零，避免其中一个提示信号出现故障而无法提示的情况发生。经过一设定时间段后，设备开始动作回零。并自动关掉901及902回零前提示输出，同时开始回零动作指示903输出信号让设备开始回零，此时回零中提示信号904和905提醒操作人员设备正在回零，请注意安全。在外面系统回零完成后，给我803信号系统回零完成，并且我还采集回零位置到位检测信号，两个信号进行比对确保回零完成，回零完成后关闭903，904及905输出信号，输出910回零完成信号。如果设备在回零时遇到障碍，没有在正常预定的时间内回零。安全提示装置就会发出回零错误提示911，并且终止回零动作。906为回零安全提示装置的就绪输出指示信号可以反馈给设备或提示器。

整个回零过程可分两个部分提示，分别是回零前指示和回零中指示。指示可分为四个部分，分别是指示灯(包含警示灯)部分，蜂鸣器部分，扬声器语音部分，人机界面部分。控制系统收到回零指令后，先打开回零前指示信号，如指示灯、蜂鸣器、扬声器、人机界面等开始发出对应的指示信号。回零前指示时间由系统设定，可以是几秒，十几秒，几十秒，若干分钟都可以，根据设备现场实际需求而设，时长不作限定。回零前指示时间达到后，系统就关闭回零前的指示信号，系统开始回零，同时打回零中指示信号，回零动作完成后，系统关闭回零中指示信号。

其中，提示器可以是自动化设备自带的器件，只需将PLC控制器的相应接口或转换模块与这些器件的接口连接即可。

本安全提示装置的控制器不限定是本方案列出的PLC型号，可以是其它系列型号的控制器或处理器芯片等。

指示灯方式指示是让其红色警示灯或黄色警示灯或绿色警示灯或其它颜色警示灯或指示灯指示。一、可以以固定频率方式闪烁，也可以以变频频率闪烁，频率不作限制，也可以常亮；二、可以是某个灯单独的闪烁或常亮，也可以其中的几个灯或所有灯；三、多个警示灯闪烁或常亮时，可以是同步也可不同步。蜂鸣器指示方式让其蜂鸣器发出滴滴声方式指示，蜂鸣器可以以固定频率方式，也可以以变频频率出声，频率数不作限制。扬声器指示方式是通过扬声器语音或音乐方式指示。

人机界面指示方式是也可以在人机界面上单独做一个界面回零提示当设备回零时，界面上显示“设备回零中，请远离设备移动区域，注意安全”。等字样，显示内容不作限制，可以是文字，也可以是符号或图片，文字显示如：“设备回零，请注意安全”，“设备回零中，请勿靠近设备”，回零符号标志图片等。显示语言不作限制，如中文简体，英文，德文，中文繁体等。显示字体不作限制，如宋体、黑体、楷体等字体。字体颜色不作限制，如红色字体，黑色字体，黄色字体等。显示占用幅面不作限制，如全屏显示，部分屏显示等等。显示方式不作限制，如滚动显示，闪烁显示，跳动显示，固定显示等。回零前指示信号与回零中指示信号的四种指示方式可以单独使用某一项，也可使用其中的多项或全部使用。回零前指示信号与回零中指示信号可定义一致也可定义不一致，自由选择搭配，不作限制。通过以上指示方式，在设备回零动作前及回零动作中发出指示引起设备周围附近的人注意安全。回零完毕后，以上回零指示消失，输出回零完成指示，表示回零完成。

在一个具体的实施场景中，机床进行回零前，黄色指示灯和红色指示灯以2Hz的频率闪烁，同时蜂鸣器以2.5Hz的频率发出蜂鸣声，人机界面屏幕上显示“设备即将回零，请注意安全”。10秒后机床开始回零，黄色指示灯和红色指示灯转为以4Hz频率闪烁，同时蜂鸣器以5Hz频率发出蜂鸣声，人机界面屏幕上显示“设备回零中，请注意安全”。机床回零完毕后，蜂鸣器停止发声，黄色、红色指示灯停止4Hz闪烁，指示灯转为其它显示状态，人机界面屏幕自动关闭其回零指示界面跳转到其它显示界面。

本实施例还提供了一种自动化设备回零的安全提示装置，包括用于自动化控制系统设备回零功能的辅助安全提示，包括如上任一项所述的安全提示装置，所述安全提示装置与所述自动化控制系统电路及通讯连接。即将该安全提示装置内置于自动化设备内，实现一体化。

本实用新型的技术方案与现有技术相比，有以下优点：

一、利用警示灯、指示灯、蜂鸣器、扬声器，人机界面显示屏等部件指示，这些部件自动化设备大多数自带的有。充分利用自动化原有部件，节省资源。

二、自动化设备回零运动时通过这种声、光、人机界面屏幕显示方式指示，最大限度的引起设备现场附近人员的注意，保护人身安全。

三、根据现场实际需要自动化设备在进行回零时可以选择部分方式指示，例如有些场合禁止声音，就通过警示灯、指示灯、人机界面显示屏的方式回零指示；例如有些场合选用指示灯、警示灯加蜂鸣器蜂鸣声；例如有些场合可选用人机界面屏幕、指示灯、警示灯加语音。组合方式多，灵活多样。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自动化设备回零过程的安全提示装置，其特征在于：包括控制器及提示器，用于接收信号的控制器的第一信号交互接口组与用于控制回零的自动化设备控制系统电连接，所述控制器的第二信号交互接口组与所述提示器电连接。

2.根据权利要求1所述的自动化设备回零过程的安全提示装置，其特征在于：所述控制器还包括用于输出反馈回零状态信息的第三信号交互接口组，所述第三信号交互接口组与所述自动化设备控制系统电连接。

3.根据权利要求1所述的自动化设备回零过程的安全提示装置，其特征在于：所述第一信号交互接口组及所述第二信号交互接口组为硬线连接接口、RJ45以太网通讯或RS485通讯接口。

4.根据权利要求1所述的自动化设备回零过程的安全提示装置，其特征在于：所述控制器包括PLC控制器或单片机，所述PLC控制器型号为6ES7-215-1AG40-0XB0。

5.根据权利要求4所述的自动化设备回零过程的安全提示装置，其特征在于：所述第一信号交互接口组包括I0.0接口至I0.4接口，所述I0.0接口至I0.4接口分别与所述自动化设备控制系统的系统急停输入接口、系统就绪输入接口、系统回零启动接口、系统回零完成接口以及系统回零位置检测接口电连接。

6.根据权利要求5所述的自动化设备回零过程的安全提示装置，其特征在于：所述第二信号交互接口组包括急停Q0.0接口、回零前提示Q0.1、Q0.2接口、开始回零Q0.3接口、回零中Q0.4接口、Q0.6该安全提示装置就绪输出指示、回零完成Q1.0接口以及回零错误Q1.1接口。

7.根据权利要求1所述的自动化设备回零过程的安全提示装置，其特征在于：所述提示器为指示灯、蜂鸣器、扬声器或显示器。

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