CN217453912U - 一种转接器及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种转接器及机器人，涉及机器人技术领域。本实用新型的转接器用于将一个示教器与多个机器人本体进行连接，所述转接器包括：N个输入端接口，与示教器连接，每一输入端接口与至少一个第一端子排对应设置；其中，N为正整数，第一端子排数量小于或等于N；M个继电器，与第一端子排电性连接；M为大于1的正整数，且M大于N；和M个输出端接口，与M个继电器对应设置，每一输出端接口能够与一个所述机器人本体连接。本实用新型一个示教器可以通过转接器来控制多个不同的机器人，从而减少示教器的数量，减少示教器处于闲置状态的情况，进而减少资源浪费。本方案的转接器的造价成本低，体积小，方便安装。

Description

一种转接器及机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，特别是涉及一种转接器及机器人。

背景技术

在现代汽车制造行业，精益生产、模块化生产已是行业发展的趋势。在焊装厂，白车身本体总成焊接已趋于自动化生产。针对现代工业快速多变以及日益增长的复杂性要求，继柔性制造、计算机集成制造、精良生产及并行工程，在面向未来工业应用的生产单元中，机器人不仅被要求“不知疲倦”地进行简单重复工作，而且能作为一个高度柔性、开放并具有友好的人机交互功能的可编程、可重构制造单元融合到制造业系统中。示教技术就是其中重要的一项。机器人因为能被编程完成不同的任务而被视为柔性的自动化设备。通过某一设备或方式实现对机器人作业任务的编程，这个过程就是机器人的示教过程。

在自动化线体以及自动化工作站中，最重要的核心部件为机器人本体以及焊接控制柜，而一套标准机器人设备配置为一个焊接控制柜、一个机器人本体、一台示教器，示教器是控制机器人以及控制柜的大脑。全球排名前N的是ABB、 FANUC、KUKA和YASKAWA公司，现有的机器人示教系统可以分为三类，分别是：示教再现方式、离线编程方式、基于虚拟现实方式，应用最为广泛的是示教再现方式。ABB机器人示教器FlexPendant由硬件和软件组成，其本身就是一套完整的计算机，用于处理与机器人系统操作相关的许多功能：运行程序；微动控制操纵器；修改机器人程序等；示教器通过电缆与连接器以及控制器连接，一台示教器连接一台焊接控制柜。

目前仅焊装一厂投入使用ABB机器人共185台，共需要配置示教器185 台，这样配置比较利于调试阶段，而目前基地处于量产阶段，焊点调整频次低、故障少，而且基本的故障(水压故障、焊接故障等)通过HMI屏幕也能直观的展现和进行故障复位，绝大部分示教器均处于闲置状态，这样造成了大量的资源浪费和损耗。

实用新型内容

本实用新型的第一方面的一个目的是要提供一种转接器，解决现有技术中一个示教器只能控制一个机器人的问题。

本实用新型的第一方面的另一个目的是解决控制多个机器人的成本高的问题。

本实用新型的第二方面的一个目的是提供一种转接器的机器人。

特别地，本实用新型提供一种转接器，用于将一个示教器与多个机器人本体进行连接，所述转接器包括：

N个输入端接口，与所述示教器连接，每一所述输入端接口与至少一个第一端子排对应设置；其中，N为正整数，所述第一端子排数量小于或等于N；

M个继电器，与所述第一端子排电性连接；M为大于1的正整数，且M 大于N；和

M个输出端接口，与M个所述继电器对应设置，每一所述输出端接口能够与一个所述机器人本体连接。

可选地，每一所述继电器包括：

数据流切换模块，与至少一个所述第一端子排连接，并与其中一个对应的输出端接口连接；和

第一保护模块，其两端分别连接至与其对应的所述数据流切换模块相同的所述第一端子排和所述输出端接口连接。

可选地，还包括第二保护模块，所述第二保护模块与所有的所述第一保护模块均连接。

可选地，还包括：

控制装置，设置在所述转接器外部，并与所述转接器连接，用于控制所述转接器内的所述继电器的工作；和

第二端子排，与所述控制装置和每一所述继电器连接，以使得所述控制装置的信号通过所述第二端子排流入到所述转接器内部从而控制所述继电器工作。

可选地，每一所述数据流切换模块包括多个第一开关和一个第一线圈，多个所述第一开关的其中一个接线端与其中一个所述第一端子排连接，另一接线端连接其中一个所述输出端接口，所述第一线圈与所述第二端子排连接。

可选地，每一所述第一保护模块包括多个第二开关和一个第二线圈，每一所述第二开关包括三个接线端，其中一个接线端与所述第一端子排连接，另一个接线端与其中一个所述输出端接口连接，最后一个接线端与相邻的一个所述第二开关的接线端相连，所述第二线圈与所述第二端子排连接。

可选地，所述第二保护模块包括多个第三开关和一个第三线圈，所述第三开关的数量与所述第二开关的数量相同，并且对应设置，每一所述第三开关的一个接线端与对应的所述第二开关的连接所述输出端接口的接线端相连，每一所述第三开关的另一接线端与所述相邻的所述第三开关相连，所述第三线圈与所述第二端子排连接。

可选地，所述N为2，所述第一端子排的数量为2个，并且每一所述第一端子排与所述输入端接口对应设置；

所述M为4，每一所述第一端子排对应两个所述继电器。

可选地，所述第一开关的数量为8个，所述第二开关的数量为4个，所述第三开关的数量为4个；所述第一端子排的与所述第一开关和所述第二开关的相连的端口数量为12个；

所述第二端子排的端口为6个，第一端口与所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈的一端相连，第二端口与所述第三线圈的另一端相连，第三端口与所述第一线圈和所述第二线圈的另一端相连。

可选地，本实用新型提供一种机器人，该机器人可以包括上面所述的转接器。

本方案的提供一种转接器，该转接器通过设置N个与示教器连接输入口和 M个与机器人连接的输出口使得该一个示教器可以通过转接器来控制多个不同的机器人，从而减少示教器的数量，减少示教器处于闲置状态的情况，进而减少资源浪费。本方案的转接器的造价成本低，体积小，方便安装。

进一步地，本方案中，每一继电器中包含有数据流切换模块和第一保护模块，数据流切换模块可以供示教器和对应的机器人进行数据的流动，并且第一保护模块可以保护该过程，防止继电器出现故障而破坏机器人。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的转接器与示教器和机器人本体的示意性结构图；

图2是根据本实用新型一个实施例的转接器的内部示意性结构图；

图3是根据本实用新型一个实施例的转接器的继电器的示意性电路图。

具体实施方式

图1是根据本实用新型一个实施例的转接器与示教器和机器人本体连接的示意性结构图。图2是根据本实用新型一个实施例的转接器的内部示意性结构图。具体地，本实施例的示教器可以通过转接器的转接，一个示教器300可以控制多个机器人本体200。具体地，本实施例的转接器100可以包括N个输入端接口10、M个继电器20及M个输出端接口40。具体地，N个输入端接口 10与示教器300连接，每一输入端接口10与至少一个第一端子排30对应设置；其中，N为正整数，第一端子排30数量小于或等于N。M个继电器20与第一端子排30电性连接；M为大于1的正整数，且M大于N。M个输出端接口40 与M个继电器20对应设置，每一输出端接口40能够与一个机器人本体200连接。

本实施例中，输入端接口10数量一般情况为一个和两个，也就是N的数量可以是1或2。当N为1或2时，示教器300通过该接口连接转接器100内的继电器20，从而控制不同的机器人。

本实施例中M为大于1的正整数，从而使得该转接器100内的继电器20 和输出端接口40均为多个，从而可以为M个机器人提供连接插口。当然，优选地，机器人数量可以是2～4个。

本实施例中，转接器100通过设置N个与示教器300连接输入口和M个与机器人连接的输出口使得该一个示教器300可以通过转接器100来控制多个不同的机器人，从而减少示教器300的数量，减少示教器300处于闲置状态的情况，进而减少资源浪费。本实施例的转接器100的造价成本低，体积小，方便安装。

具体地，本实施例的输入端接口10和输出全接口均为快插接口，实现示教器300与转接器100及机器人与转接器100之间的信号线的快插功能。

转接器100内的继电器20可以实现示教器300与不同的机器人之间的控制的切换，从而实现一台示教器300控制不同机器人的功能。

作为本实用新型一个具体的实施例，本实施例的每一继电器20可以包括数据流切换模块21和第一保护模块22。数据流切换模块21与至少一个第一端子排30连接，并与其中一个对应的输出端接口40连接。第一保护模块22两端分别连接至与其对应的数据流切换模块21相同的第一端子排30和输出端接口40 连接。

本实施例中，每一继电器20中包含有数据流切换模块21，其可以供示教器300和对应的机器人进行数据的流动，并且第一保护模块22可以保护该过程，防止继电器20出现故障而破坏机器人。

作为本实用新型一个具体的实施例，本实施例的转接器100还可以包括第二保护模块50，第二保护模块50与所有的第一保护模块22均连接。

本实施例的该第二保护模块50是为了在第一保护模块22失效的情况下实现对机器人本体200进一步的保护。

作为本实用新型一个具体的实施例，本实施例的转接器100还可以包括控制装置60和第二端子排70。其中，控制装置60设置在转接器100外部，并与转接器100连接，用于控制转接器100内的继电器20的工作。第二端子排70 与控制装置60和每一继电器20连接，以使得控制装置60的信号通过第二端子排70流入到转接器100内部从而控制继电器20工作。

本实施例的该控制装置60也可以设置在示教器300的内部，通过示教器 300来实现对继电器20的控制。

作为本实用新型一个具体的实施例，本实施例的每一数据流切换模块21 包括多个第一开关211和一个第一线圈212，多个第一开关211的其中一个接线端(下端)与其中一个第一端子排30连接，另一接线端(上端)连接其中一个输出端接口40，第一线圈212与第二端子排70连接。

作为本实用新型一个具体的实施例，本实施例的每一第一保护模块22可以包括多个第二开关221和一个第二线圈222，每一第二开关221可以包括三个接线端，其中一个接线端(下端左侧端)与第一端子排30连接，另一个接线端 (上端)与其中一个输出端接口40连接，最后一个接线端(下端右侧端)与相邻的一个第二开关221的接线端相连，第二线圈222与第二端子排70连接。

作为本实用新型一个具体的实施例，本实施例的第二保护模块50可以包括多个第三开关51和一个第三线圈52，第三开关51的数量与第二开关221的数量相同，并且对应设置，每一第三开关51的一个接线端(上端)与对应的第二开关221的连接输出端接口40的接线端相连，每一第三开关51的另一接线端 (下端)与相邻的第三开关51相连，第三线圈52与第二端子排70连接。

作为本实用新型一个具体的实施例，本实施例的N为2，第一端子排30 的数量为2个，并且每一第一端子排30与输入端接口10对应设置。M为4，每一第一端子排30对应两个继电器20。具体地，由于机器人的数量越多，其故障率越高，因此，优选地，机器人的数量M最好不要超过4个，如此既可以对机器人进行很好的控制，同时该转接器100的故障率在可以接受的范围内。

以输入端接口10和第一端子排30的数量均为两个，输出端接口40和继电器20的数量均为4个为例进行具体的说明。

图3是根据本实用新型一个实施例的转接器的继电器的示意性电路图。作为本实用新型一个具体的实施例，如图2和图3所示，本实施例的第一开关211 的数量为8个，第二开关221的数量为4个，第三开关51的数量为4个。第一端子排30的与第一开关211和第二开关221的相连的端口数量为12个。第二端子排70的端口为6个，第一端口与第一线圈212、第二线圈222和第三线圈 52的一端相连，第二端口与第三线圈52的另一端相连，第三端口与第一线圈 212和第二线圈222的另一端相连。

具体地，如图所示，输入端接口10为图示位置示教器300快插接口以及 PLC信号线快插接口，分别连接示教器300以及控制装置60。输出端为4个接口，可分别连接4台机器人控制柜，接口名称依据机器人编号命名为R1-XS4、 R2-XS4、R3-XS4、R4-XS4。转接器100内部设置两组第一端子排30，分别命名为M-FPU1、M-FPU2，其中，M-FPU1控制与R1-XS4、R2-XS4连接的继电器，M-FPU2控制与R3-XS4、R4-XS4连接的继电器。第一端子排30的1-12 分别对应13、14、15、16、1/12、2/8、7、17、3、4、5、6，FPU与R1-R4的 XS4口相同。转接器100中的继电器组共4+1组，分别是控制机器人R1-R4切换的4组继电器(K10、K11)/(K20、K21)/(K30、K31)/(K40、K41) 以及安全回路短接继电器1组K0。

具体地，K10、K11与K0内部接线图如图3所示，其中，K10继电器作用主要是控制R1-XS4数据流进行切换，K11作用是用于安全保护，切换急停回路。参见图3所示，继电器K10触点开点(下端)和公共端(上端)分别连接示教器300端M-FPU1和机器人端R1-XS4。从第一端子排30输入到该继电器K10处的信号有Ethernet、24V+、0V、使能1和使能2。继电器K11触点开点和公共端分别连接示教器300端M-FPU1和机器人端R1-XS4,第一端子排30输入到该K11处的信号有急停1A、1B、2A和2B，且将K11连接急停1A1B和 2A2B触点的闭点分别进行短接。继电器K0的公共端分别接到机器人端的急停 1A、1B、2A、2B，继电器K0连接1A1B和2A2B的开点分别进行两两短接。 M-PLC第二端子排上的Q1.0和Q0.0分别连接继电器K10/K11和K0的线圈。

通过使用转接器100使得一个示教器300可控制4台机器人控制柜，在控制过程中单台示教器300可对不同控制柜进行切换从而进行操控。本实用新型对于N台机器人之间切换有两种模式，其一为自动状态下切换，正常工作的N 台机器人若某台或者多台机器人发生故障，依据预先设定的故障等级状态由高到低进行信号传输，转接器100接收到传递的信号流，内部继电器自动进行切换线路，将示教器300控制权切换至对应控制柜，切换完成后示教器300得到切换成功信号反馈，自动切换完成。其二为手动状态下切换，手动状态下可分为三种方式：1)通过示教器300结构中自定义按键功能，不同按键对应不同的机器人控制柜，实现按键进行手动切换控制柜；2)通过调用例行程序，在示教器300中编辑某一程序作为切换信号，并将这一子程序镶嵌至所有机器人内部作为功能块使用，在需要切换机器人控制柜时，手动调用功能块即可进行切换； 3)通过I/O单元进行控制，定义机器人示教器300中I/O单元的输入输出信号，可控制不同信号中对应机器人，实现且切换。在示教器300切换过程中，转接盒内部线路分为三个步骤运行，以机器人R2切换到机器人R1为例：STEP1：切换前先短接急停回路(PLC输出置位Q0.0，急停短接继电器K0吸合)，避免切换时急停故障。STEP2：再切换急停双回路、使能回路及通讯线共12线 (PLC输出置位Q1.0，K10和K11吸合；复位Q2.0(与K20\K21连接的PLC 端子排上的信号口)，K20和K21断开。STEP3：断开急停回路短接(PLC输出复位Q0.0，急停短接继电器K0吸合)，恢复正常急停回路。

作为本实用新型一个具体的实施例，本实施例还提供一种机器人，该机器人可以包括上面所述的转接器100。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种转接器，用于将一个示教器与多个机器人本体进行连接，其特征在于，所述转接器包括：

N个输入端接口，与所述示教器连接，每一所述输入端接口与至少一个第一端子排对应设置；其中，N为正整数，所述第一端子排数量小于或等于N；

M个继电器，与所述第一端子排电性连接；M为大于1的正整数，且M大于N；和

M个输出端接口，与M个所述继电器对应设置，每一所述输出端接口能够与一个所述机器人本体连接。

2.根据权利要求1所述的转接器，其特征在于，

每一所述继电器包括：

数据流切换模块，与至少一个所述第一端子排连接，并与其中一个对应的输出端接口连接；和

第一保护模块，其两端分别连接至与其对应的所述数据流切换模块相同的所述第一端子排和所述输出端接口连接。

3.根据权利要求2所述的转接器，其特征在于，

还包括第二保护模块，所述第二保护模块与所有的所述第一保护模块均连接。

4.根据权利要求3所述的转接器，其特征在于，

还包括：

控制装置，设置在所述转接器外部，并与所述转接器连接，用于控制所述转接器内的所述继电器的工作；和

第二端子排，与所述控制装置和每一所述继电器连接，以使得所述控制装置的信号通过所述第二端子排流入到所述转接器内部从而控制所述继电器工作。

5.根据权利要求4所述的转接器，其特征在于，

每一所述数据流切换模块包括多个第一开关和一个第一线圈，多个所述第一开关的其中一个接线端与其中一个所述第一端子排连接，另一接线端连接其中一个所述输出端接口，所述第一线圈与所述第二端子排连接。

6.根据权利要求5所述的转接器，其特征在于，

每一所述第一保护模块包括多个第二开关和一个第二线圈，每一所述第二开关包括三个接线端，其中一个接线端与所述第一端子排连接，另一个接线端与其中一个所述输出端接口连接，最后一个接线端与相邻的一个所述第二开关的接线端相连，所述第二线圈与所述第二端子排连接。

7.根据权利要求6所述的转接器，其特征在于，

所述第二保护模块包括多个第三开关和一个第三线圈，所述第三开关的数量与所述第二开关的数量相同，并且对应设置，每一所述第三开关的一个接线端与对应的所述第二开关的连接所述输出端接口的接线端相连，每一所述第三开关的另一接线端与所述相邻的所述第三开关相连，所述第三线圈与所述第二端子排连接。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的转接器，其特征在于，

所述N为2，所述第一端子排的数量为2个，并且每一所述第一端子排与所述输入端接口对应设置；

所述M为4，每一所述第一端子排对应两个所述继电器。

9.根据权利要求7所述的转接器，其特征在于，

所述第一开关的数量为8个，所述第二开关的数量为4个，所述第三开关的数量为4个；所述第一端子排的与所述第一开关和所述第二开关的相连的端口数量为12个；

所述第二端子排的端口为6个，第一端口与所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈的一端相连，第二端口与所述第三线圈的另一端相连，第三端口与所述第一线圈和所述第二线圈的另一端相连。

10.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的转接器。

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