CN215548686U - 一种应用于工具快换装置的安全控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种应用于工具快换装置的安全控制装置，属于电子技术领域。本应用于工具快换装置的安全控制装置，包括用于和上位机连接的第一信号接口，用于分别和面检测传感器、松开传感器、锁紧传感器及电磁阀连接的第二信号接口，还包括光耦隔离模块和PNP/NPN切换模块，第二信号接口和光耦隔离模块连接，光耦隔离模块和PNP/NPN切换模块连接，PNP/NPN切换模块和第一信号接口连接。本控制装置维护方便、控制切换快速可靠。

Description

一种应用于工具快换装置的安全控制装置

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，特别涉及一种应用于工具快换装置的安全控制装置。

背景技术

在工业机器人快换的应用中，快换必须选用与控制系统相匹配的传感器类型，同时生产/采购必须储备相应类型的传感器。另外，快换装置在使用当中必须考虑到相应的安全因素，保证解锁机构的安全状态。

现有的工具快换装置存在以下问题：

一、对于制造者来说：⑴.必须明确PLC控制类型；⑵.不同控制类型，模块内部接线不同；⑶.模块内部接线复杂，且线路繁多，不易生产和维修；⑷.安全因素考虑不够，解锁机构的安全状态不明确或者条件不全面；⑸.机构不够紧凑。

二、对于使用者来说必须明确自己需要的类型，在后期维护时有可能需要准备不常用的备件。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种应用于工具快换装置的安全控制装置，以使快换装置的传感器类型调整更方便快捷。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种应用于工具快换装置的安全控制装置，包括用于和上位机连接的第一信号接口，用于分别和面检测传感器、松开传感器、锁紧传感器及电磁阀连接的第二信号接口，其特征在于，还包括光耦隔离模块和PNP/NPN切换模块，所述第二信号接口和所述光耦隔离模块连接，所述光耦隔离模块和所述PNP/NPN切换模块连接，所述PNP/NPN切换模块和所述第一信号接口连接。

本实用新型的原理如下：来自各传感器的信号通过第二信号接口输入光耦隔离模块，然后经PNP/NPN切换模块切换后通过第一信号接口反馈给上位机，从而实现对各类传感器检测信号的切换，满足不同类型传感器信号输入的需求。

在上述的应用于工具快换装置的安全控制装置中，还包括安全控制模块和安全开关，所述安全开关连接在第一信号接口上，所述第一信号接口和所述安全控制模块电连接，所述安全控制模块和所述第二信号接口连接。上位机下达对电磁阀的控制指令，该控制指令经安全模块进行看全控制后通过第二信号接口输出给电磁阀，通过设置安全控制模块实现对上位机下达的控制指令的进行安全控制，防止出现控制失误。

在上述的应用于工具快换装置的安全控制装置中，所述光耦隔离模块包括第一光耦、第二光耦和第三光耦，所述第一光耦输入端通过第二信号接口和面检测传感器连接，所述第二光耦输入端通过第二信号接口和锁紧传感器连接，所述第三光耦输入端通过第二信号接口和松开传感器连接，所述PNP/NPN切换模块包括第一拨动开关和第二拨动开关，所述第一拨动开关和第二拨动开关均包括四组三排接线端，所述第一光耦的正输出端连接在第一拨动开关的第一组三排接线端的第二接线端上，所述第一光耦的负输出端连接在第一拨动开关的第二组三排接线端的第二接线端上，所述第一拨动开关的第一组三排接线端的第三接线端和第二组三排接线端的第一接线端均和第一信号接口连接；所述第二光耦的正输出端连接在第一拨动开关的第三组三排接线端的第二接线端上，所述第二光耦的负输出端连接在第一拨动开关的第四组三排接线端的第二接线端上，所述第一拨动开关的第一组三排接线端的第三接线端和第二组三排接线端的第一接线端均和第一信号接口连接；所述第三光耦的正输出端连接在第二拨动开关的第一组三排接线端的第二接线端上，所述第三光耦的负输出端连接在第二拨动开关的第二组三排接线端的第二接线端上，所述第二拨动开关的第一组三排接线端的第三接线端和第二组三排接线端的第一接线端均和第一信号接口连接。

在上述的应用于工具快换装置的安全控制装置中，所述安全控制模块包括型号均为G6K-2F-Y的第一继电器、第二继电器、电磁阀信号接线端和安全开关信号接线端，所述第一继电器的引脚1和面检测信号接线端连接，引脚2和电磁阀信号接线端连接，引脚5和第二继电器的引脚3连接，引脚6和松开信号接线端连接；所述第二继电器的引脚1和安全开关信号接线端连接，引脚4和电磁阀信号接线端连接，所述电磁阀信号接线端通过第二信号接口连接所述电磁阀，所述安全开关信号接线端通过第一信号接口连接所述安全开关。

在上述的应用于工具快换装置的安全控制装置中，所述第一继电器的引脚1和引脚8之间设有续流二极管，所述第二继电器的引脚1和引脚8之间设有续流二极管。

与现有技术相比，本应用于工具快换装置的安全控制装置具有以下优点：具有快速切换控制类型和快速维护的特点；同时对于生产和售后可以实现标准化；安全控制模块可以保证应用的安全性；此外整个装置可以整体替换便于维护。

附图说明

图1是实施例的应用于工具快换装置的安全控制装置的电路原理图。

图2是实施例的第一信号接口、第二信号接口及上pcb板和下pcb板连接排针示意图。

图3是实施例的光耦隔离模块的电路原理图。

图4是实施例的PNP/NPN切换模块的电路原理图。

图5是实施例的安全控制模块的电路原理图。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本应用于工具快换装置的安全控制装置包括第一信号接口、光耦隔离模块、PNP/NPN切换模块、安全控制模块和第二信号接口，第一信号接口分别和光耦隔离模块、安全控制模块电连接，光耦隔离模块和PNP/NPN切换模块连接，PNP/NPN切换模块、安全控制模块均和第二信号接口连接，第二信号接口均用于和上位机连接。

结合图2，本应用于工具快换装置的安全控制装置的各模块及接口集成在双层pcb板上。具体的说包括上pcb板和下pcb板，上pcb板和下pcb板通过排针对插接，光耦隔离模块、PNP/NPN切换模块和第二信号接口X1均集成在上pcb板上，安全控制模块和第一信号接口X21集成在下pcb板上。其中排针对包括设置在上pcb板的排针X10A、X20A以及设置在下pcb板的排针X10、X20；需要说明的是：上下层排针对应引脚通过后缀A/B来区分，其中A表示位于上pcb板的引脚，B表示下pcb板的对应引脚。

第一信号接口X21设有向上位机分别反馈面检测信号的引脚3、反馈松开信引脚4、反馈锁紧信号的引脚5；和安全开关连接用于输入安全信号的引脚6；供上位机输出松开指令的引脚7、输出锁紧指令引脚8。第一信号接口X21通过引脚3-引脚5分别向上位机反馈来自对应传感器的面检测信号、松开信号和锁紧信号，安全开关通过引脚6向第一信号接口X21输入安全信号，上位机通过引脚8向第一信号接口X21输出锁紧指令、通过引脚7向第一信号接口X21输送松开指令。第一信号接口X21上还连接有整流二极管D3，该整流二极管D3作为输入反向保护作用。第二信号接口X1设有和电磁阀连接的引脚7、引脚8，和面检测传感器连接的引脚3、和松开传感器连接的引脚5、和锁紧传感器连接的引脚4，其中引脚8用于向电磁阀输出锁紧信号，引脚7用于向电磁阀输出松开信号。

如图3、4所示，光耦隔离模块包括第一光耦U1、第二光耦U2和第三光耦U3，第一光耦U1输入端和第二信号接口的引脚3连接，第二光耦U2输入端和第二信号接口的引脚4连接，第三光耦U3输入端和第二信号接口的引脚5连接。PNP/NPN切换模块包括第一拨动开关U10和第二拨动开关U11，第一拨动开关U10和第二拨动开关U11均包括四组三排接线端，第一光耦U1的正输出端U14连接在第一拨动开关U10的第一组三排接线端的第二接线端1C上，第一光耦U1的负输出端U13连接在第一拨动开关U10的第二组三排接线端的第二接线端2C上，第一拨动开关U10的第一组三排接线端的第三接线端1B和第二组三排接线端的第一接线端2A相连，并依次通过排针X20A、X20连接至第一信号接口的引脚3；第二光耦U2的正输出端U24连接在第一拨动开关U10的第三组三排接线端的第二接线端3C上，第二光耦U2的负输出端U25连接在第一拨动开关U10的第四组三排接线端的第二接线端4C上，第一拨动开关U10的第三组三排接线端的第三接线端3B和第四组三排接线端的第一接线端4A相连，并依次通过排针X20A、X20连接至第一信号接口的引脚5；第三光耦U3的正输出端U34连接在第二拨动开关U11的第一组三排接线端的第二接线端1C上，第三光耦U3的负输出端U33连接在第二拨动开关U11的第二组三排接线端的第二接线2C端上，第二拨动开关U11的第一组三排接线端的第三接线端1B和第二组三排接线端的第一接线端2A相连，并依次通过排针X20A、X20连接至第一信号接口的引脚4。

如图5所示，所述安全控制模块包括型号均为G6K-2F-Y的第一继电器、第二继电器、电磁阀信号接线端和安全开关信号接线端，所述第一继电器的引脚1和面检测信号接线端连接，引脚2和电磁阀信号接线端连接，引脚5和第二继电器的引脚3连接，引脚6和松开信号接线端连接；所述第二继电器的引脚1和安全开关信号接线端连接，引脚4和电磁阀信号接线端连接，所述电磁阀信号接线端通过第二信号接口连接所述电磁阀，所述安全开关信号接线端通过第一信号接口连接所述安全开关

安全控制模块包括型号均为G6K-2F-Y的第一继电器K1、第二继电器K2，以及电磁阀信号接线端V1B和安全开关信号接线端S22，第一继电器K1的引脚1和面检测信号接线端FB连接，引脚2和电磁阀信号接线端V1B连接，引脚5和第二继电器K2的引脚3连接，引脚6和松开信号接线端UL连接；第二继电器K2的引脚1和安全开关信号接线端S22连接，安全开关信号接线端S22通过第一信号接口连接所述安全开关；引脚4和电磁阀信号接线端V1B连接，电磁阀信号接线端V1B通过第二信号接口X1连接至电磁阀。此外，在第一继电器的引脚1和引脚8之间设有续流二极管D1，在第二继电器的引脚1和引脚8之间设有续流二极管D2。

本实用新型的原理如下：

面检测信号、锁紧信号、松开信号从第二信号接口X1的引脚3、引脚4和引脚5输入，然后分别对应通过光耦隔离模块中的第一光耦U1、第二光耦U2和第三光耦U3进行光耦隔离，继而通过PNP/NPN切换模块的第一拨动开关U10和第二拨动开关U11进行PNP/NPN模式切换，最后通过第一信号接口X1反馈给上位机。

上位机根据接收的面检测信号、锁紧信号、松开信号进行分析处理并输出锁紧指令或松开指令：

当上位机发出锁紧指令时，锁紧指令从第一信号接口X21的引脚8依次通过排针X20引脚2、排针X20A引脚2和第二信号接口引脚8传输给电磁阀进行锁紧。

当上位机发出松开指令时，为了避免出现意外，该松开指令通过第一信号接口X21的引脚7输送至安全控制模块，具体输送给第一继电器K1的引脚3和引脚6。安全控制模块中的第一继电器K1为面控制信号继电器，用于接收面检测信号，判断是否有工具盘存在；第二继电器K2为安全继电器，用于接收安全开关的信号，判断工具盘是否处于安全停放位置。面检测信号接线端FB接通第一继电器K1引脚1和安全开关信号接线端S22接通第二继电器K2引脚1时，对应的LED灯L1、L2会常亮，表示对应信号已经输入。当面检测信号接线端FB未输入信号时，第一继电器K1的引脚2和引脚3接通，松开信号直接从第一继电器K1的引脚3输出至引脚2，然后输送给排针X20的引脚1，通过排针X20A的引脚1输送给第二信号接口X1的引脚7，继而输送给电磁阀，控制电磁阀松开。当面检测信号接线端FB信号传入第一继电器K1引脚1时，LED灯L1亮，表示工具盘存在，如果此时安全开关信号接线端S22未输入信号，此时快换不具备发出松开指令条件；当LED灯2亮，即安全开关信号接线端S22接通第二继电器K2的引脚1时，机器人才具备发出松开信号的条件；此时第一继电器K1的引脚3和引脚6同时接通松开信号接线端UL，第一继电器K1的引脚2与引脚3断开，第一继电器K1的引脚5与引脚6导通，此时第一继电器K1的引脚6上的松开信号依次通过第二继电器的以及3、引脚4后输出给排针X20的引脚1，通过排针X20A的引脚1输送给第二信号接口X1的引脚7，继而输送给电磁阀，控制电磁阀松开。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种应用于工具快换装置的安全控制装置，包括用于和上位机连接的第一信号接口，用于分别和面检测传感器、松开传感器、锁紧传感器及电磁阀连接的第二信号接口，其特征在于，还包括光耦隔离模块和PNP/NPN切换模块，所述第二信号接口和所述光耦隔离模块连接，所述光耦隔离模块和所述PNP/NPN切换模块连接，所述PNP/NPN切换模块和所述第一信号接口连接。

2.根据权利要求1所述的应用于工具快换装置的安全控制装置，其特征在于，还包括安全控制模块和安全开关，所述安全开关通过第一信号接口和安全模块连接，所述面检测传感器、电磁阀均通过第二信号接口和安全模块连接，所述上位机通过第一信号接口和安全控制模块连接。

3.根据权利要求1或2所述的应用于工具快换装置的安全控制装置，其特征在于，所述光耦隔离模块包括第一光耦、第二光耦和第三光耦，所述第一光耦输入端通过第二信号接口和面检测传感器连接，所述第二光耦输入端通过第二信号接口和锁紧传感器连接，所述第三光耦输入端通过第二信号接口和松开传感器连接，所述PNP/NPN切换模块包括第一拨动开关和第二拨动开关，所述第一拨动开关和第二拨动开关均包括四组三排接线端，所述第一光耦的正输出端连接在第一拨动开关的第一组三排接线端的第二接线端上，所述第一光耦的负输出端连接在第一拨动开关的第二组三排接线端的第二接线端上，所述第一拨动开关的第一组三排接线端的第三接线端和第二组三排接线端的第一接线端均和第一信号接口连接；所述第二光耦的正输出端连接在第一拨动开关的第三组三排接线端的第二接线端上，所述第二光耦的负输出端连接在第一拨动开关的第四组三排接线端的第二接线端上，所述第一拨动开关的第一组三排接线端的第三接线端和第二组三排接线端的第一接线端均和第一信号接口连接；所述第三光耦的正输出端连接在第二拨动开关的第一组三排接线端的第二接线端上，所述第三光耦的负输出端连接在第二拨动开关的第二组三排接线端的第二接线端上，所述第二拨动开关的第一组三排接线端的第三接线端和第二组三排接线端的第一接线端均和第一信号接口连接。

4.根据权利要求2所述的应用于工具快换装置的安全控制装置，其特征在于，所述安全控制模块包括型号均为G6K-2F-Y的第一继电器、第二继电器、电磁阀信号接线端和安全开关信号接线端，所述第一继电器的引脚1和面检测信号接线端连接，引脚2和电磁阀信号接线端连接，引脚5和第二继电器的引脚3连接，引脚6和松开信号接线端连接；所述第二继电器的引脚1和安全开关信号接线端连接，引脚4和电磁阀信号接线端连接，所述电磁阀信号接线端通过第二信号接口连接所述电磁阀，所述安全开关信号接线端通过第一信号接口连接所述安全开关。

5.根据权利要求4所述的应用于工具快换装置的安全控制装置，其特征在于，所述第一继电器的引脚1和引脚8之间设有续流二极管，所述第二继电器的引脚1和引脚8之间设有续流二极管。

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