CN215701769U - 一种安全控制器与机械臂的通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种安全控制器与机械臂的通信系统，涉及机器人安全监控技术领域，包括机器人及安全控制器，所述机器人包括主控制器及多个关节伺服控制器，所述主控制器通过工业现场总线与各所述关节伺服控制器连接；所述安全控制器与所述主控制器连接，接收所述主控制器传输的任意一个或多个关节伺服控制器的监控数据。本实用新型的技术方案，安全控制器通过所述工业现场总线与所述主控制器通信连接，接收所述主控制器传输的任意一个或多个关节伺服控制器的监控数据。相比于现有安全控制器分别与各关节伺服控制器连接的方式，所需布置的连接线数量明显减少，布线方式简单，且成本低。

Description

一种安全控制器与机械臂的通信系统

技术领域

本实用新型涉及机器人安全监控技术领域，尤其涉及一种安全控制器与机械臂的通信系统。

背景技术

随着机器人技术的普及，机器人的安全监控技术越来越收到人们关注。机器人包含主控制器及多个关节伺服控制器，主控制器通过工业现场总线与多个关节伺服控制器连接。现有技术中，通常由安全监控器来监控机器人的监测数据。安全监控器通过额外的通信通道与机器人的关节伺服器连接，以实现将安全控制器加入到原有的机器人架构中。实际上，这种方案相当于形成了两个通信网络；一个是原机器人架构中主控制器通过原有的工业现场总线上，与关节伺服器所组成的通信网络；另一个是关节伺服器通过额外的通信通道，与安全控制器所组成的通信网络，从而可以使得安全控制器依据获取伺服器所传输的数据进行控制，满足冗余备份的效果。但是，在原有机器人架构中上增加额外的通信通道，一方面，布线复杂，另一方面，会增加机器人控制系统的成本，导致机器人控制成本高等问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种安全控制器与机械臂的通信系统，以解决现有机器人安全监控方式布线复杂及成本高的问题。

本实用新型提供了一种安全控制器与机械臂的通信系统，包括：安全控制器，主控制器及关节伺服控制器，所述主控制器通过工业现场总线与所述关节伺服控制器通信连接；所述安全控制器通过所述工业现场总线与所述主控制器通信连接。

其进一步的技术方案为，所述工业现场总线包括第一通信接口、第二通信接口以及第三通信接口；所述主控制器与所述第一通信接口连接；所述关节伺服控制器与所述第二通信接口连接；所述安全控制器与所述第三通信接口连接。

其进一步的技术方案为，所述关节伺服控制器的数量大于一，所述第二通信接口的数量与所述关节伺服控制器的数量相同，各所述关节伺服控制器一一对应与各所述第二通信接口连接。

其进一步的技术方案为，还包括开关单元，所述开关单元与所述安全控制器连接。

其进一步的技术方案为，所述开关单元包含接触器。

其进一步的技术方案为，所述开关单元包含馈能板。

其进一步的技术方案为，安全控制器包括第一控制板以及第二控制板，所述第一控制板与所述第二控制板连接。

其进一步的技术方案为，所述第三通信接口与所述第一控制板连接。

其进一步的技术方案为，所述第三通信接口与所述第二控制板连接。

其进一步的技术方案为，所述工业现场总线为EtherCAT总线。

本实用新型实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型的技术方案，安全控制器通过所述工业现场总线与所述主控制器通信连接，接收所述主控制器传输的任意一个或多个关节伺服控制器的监控数据。相比于现有安全控制器分别与各关节伺服控制器连接的方式，所需布置的连接线数量明显减少，布线方式简单，且成本低。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提出的一种安全控制器与机械臂的通信系统的结构框图；

图2为本实用新型另一实施例提出的一种安全控制器与机械臂的通信系统的结构框图；

图3为本实用新型另一实施例提出的一种安全控制器与机械臂的通信系统的结构框图；

图4为本实用新型另一实施例提出的一种安全控制器与机械臂的通信系统的结构框图；

图5为本实用新型实施例提出的一种安全控制器与机械臂的通信系统的开关单元的连接示意图；

图6为本实用新型实施例提出的一种安全控制器与机械臂的通信系统的接触器的连接示意图；

图7为本实用新型实施例提出的一种安全控制器与机械臂的通信系统的馈能板的连接示意图。

附图标记

机械臂10、安全控制器20、工业现场总线30、第一网络设备40、第二网络设备50、开关单元60、接触器61、馈能板62、主控制器11、关节伺服控制器12、第一控制板21、第二控制板22、第一通信接口31、第二通信接口32以及第三通信接口33。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1-7，本实用新型实施例提出一种安全控制器与机械臂的通信系统。由图可知，所述安全控制器与机械臂的通信系统包括安全控制器20、主控制器11及关节伺服控制器12。关节伺服控制器12的数量可具体为多个。

本实施例中，所述主控制器11通过工业现场总线30与所述关节伺服控制器12通信连接；主控制器11接收各所述关节伺服控制器12发送的监控数据。监控数据可具体包括编码器数据以及电机的电压及电流数据。通过监控数据可监控机械臂10的关节的的运行状态。

同时，所述安全控制器20通过所述工业现场总线30与所述主控制器11通信连接。安全控制器20接收所述主控制器11传输的任意一个或多个关节伺服控制器12的监控数据。也即主控制器11作为数据中转机构，主控制器11将关节伺服控制器12采集到的监控数据转发给安全控制器20。

本实用新型的技术方案，安全控制器20通过所述工业现场总线30与所述主控制器11通信连接，接收所述主控制器11传输的任意一个或多个关节伺服控制器12的监控数据。相比于现有安全控制器20分别与各关节伺服控制器12连接的方式，所需布置的连接线数量明显减少，布线方式简单，且成本低。

参见图2，在一实施例中，所述工业现场总线30包括第一通信接口31、第二通信接口32以及第三通信接口33。所述主控制器11与所述第一通信接口31连接；所述关节伺服控制器12与所述第二通信接口32连接；所述安全控制器20与所述第三通信接口33连接。主控制器11作为工业现场总线30的主站，安全控制器20和关节伺服控制器12则作为工业现场总线30的从站。

本实施例中，通过将安全控制器20接入到工业现场总线30中，从而安全控制器20可直接与主控制器11交互数据，即接收主控制器11传输的任意一个或多个关节伺服控制器12的监控数据。仅依靠工业现场总线30原有的通信接口即可实现将安全控制器20与主控制器11连接，进一步降低了成本。

进一步地，在本实施例中，所述工业现场总线30为EtherCAT总线。EtherCAT是一个开放架构，以以太网为基础的现场总线系统，其名称中的CAT为控制自动化技术(ControlAutomation Technology)字首的缩写。

需要说明的是，EtherCAT总线仅仅是工业现场总线30的一个示例，本领域技术人员可以采用其它类型的工业现场总线30，这并不会超出本实用新型的保护范围。

进一步地，在某些实施例，例如在本实施例中，所述关节伺服控制器12的数量大于一，所述第二通信接口32的数量与所述关节伺服控制器12的数量相同，各所述关节伺服控制器12一一对应与各所述第二通信接口32连接。由此，安全控制器能够同时对多个关节伺服控制器12的监控数据进行监控。

进一步地，参加图3，在某些实施例，例如在本实施例中，安全控制器20包括第一控制板21以及第二控制板22，所述第一控制板21与所述第二控制板22连接。所述第三通信接口33与所述第一控制板21连接。通过第一控制板21以及第二控制板22能够实现数据的互检，提高数据使用的安全性。

进一步地，参加图4，在某些实施例，例如在本实施例中，安全控制器20包括第一控制板21以及第二控制板22，所述第三通信接口33与所述第二控制板22连接。通过第一控制板21以及第二控制板22能够实现数据的互检，提高数据使用的安全性。

进一步地，参见图5，并结合图1，所述安全控制器与机械臂的通信系统还包括开关单元60，所述开关单元60设于机械臂10的供电线路，所述开关单元60与所述安全控制器20连接且受控于所述安全控制器20。

在监控到出现异常时，安全控制器20可控制开关单元60切断机械臂10的供电，以使机械臂10停止运行，从而可有效避免安全事故的发生。

参见图6，在一实施例中，所述开关单元60包含接触器61，接触器61设于机械臂10的供电线路，且与安全控制器20连接。在监控到出现异常时，安全控制器20可控制接触器61切断机械臂10的供电。接触器61不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用。接触器61控制容量大，适用于频繁操作和远距离控制，是自动控制系统中的重要元件之一。

参见图7，在一实施例中，所述开关单元60包含馈能板62，馈能板62可等效为一智能的接触器。馈能板62设于机械臂10的供电线路，且与安全控制器20连接。在监控到出现异常时，安全控制器20可控制馈能板62切断机械臂10的供电。

需要说明的是，所述开关单元还可以采用其它开关设备，例如继电器等，本实用新型对此不做具体限定。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种安全控制器与机械臂的通信系统，其特征在于，包括：安全控制器，主控制器及关节伺服控制器，所述主控制器通过工业现场总线与所述关节伺服控制器通信连接；所述安全控制器通过所述工业现场总线与所述主控制器通信连接。

2.根据权利要求1所述的安全控制器与机械臂的通信系统，其特征在于，所述工业现场总线包括第一通信接口、第二通信接口以及第三通信接口；所述主控制器与所述第一通信接口连接；所述关节伺服控制器与所述第二通信接口连接；所述安全控制器与所述第三通信接口连接。

3.根据权利要求2所述的安全控制器与机械臂的通信系统，其特征在于，所述关节伺服控制器的数量大于一，所述第二通信接口的数量与所述关节伺服控制器的数量相同，各所述关节伺服控制器一一对应与各所述第二通信接口连接。

4.根据权利要求3所述的安全控制器与机械臂的通信系统，其特征在于，还包括开关单元，所述开关单元与所述安全控制器连接。

5.根据权利要求4所述的安全控制器与机械臂的通信系统，其特征在于，所述开关单元包含接触器。

6.根据权利要求4所述的安全控制器与机械臂的通信系统，其特征在于，所述开关单元包含馈能板。

7.根据权利要求4所述的安全控制器与机械臂的通信系统，其特征在于，所述安全控制器包括第一控制板以及第二控制板，所述第一控制板与所述第二控制板连接。

8.根据权利要求7所述的安全控制器与机械臂的通信系统，其特征在于，所述第三通信接口与所述第一控制板连接。

9.根据权利要求7所述的安全控制器与机械臂的通信系统，其特征在于，所述第三通信接口与所述第二控制板连接。

10.根据权利要求1-9任一项所述的安全控制器与机械臂的通信系统，其特征在于，所述工业现场总线为EtherCAT总线。

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