專利名稱：用于機(jī)器人的機(jī)器人運(yùn)動控制安全系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)器人運(yùn)動控制安全系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代工業(yè)中，經(jīng)常會大量應(yīng)用到機(jī)器人代替普通工作人員進(jìn)行相關(guān)作業(yè)。在處理危險(xiǎn)繁雜的任務(wù)時(shí)，相比于普通工作人員，機(jī)器人往往具有極大的優(yōu)勢。然而，在實(shí)際操作時(shí)，如果機(jī)器人控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，機(jī)器人往往會出現(xiàn)操作失誤、控制失靈等失效情況。輕則降低生產(chǎn)效率，重則危害現(xiàn)場工作人員。而現(xiàn)有技術(shù)中又缺乏有效地安全機(jī)制來預(yù)防并阻止機(jī)器人失效情況。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種機(jī)器人運(yùn)動控制安全系統(tǒng)，旨在解決上文所述的現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。具體而言，本實(shí)用新型提供一種用于機(jī)器人的機(jī)器人運(yùn)動控制安全系統(tǒng)，包括運(yùn)動控制器；伺服驅(qū)動器，運(yùn)動控制器與伺服驅(qū)動器雙向通信連接，伺服驅(qū)動器又與機(jī)器人雙向通信連接；安全輸入致動器；安全性可編程邏輯控制器，安全輸入致動器電連接到安全性可編程邏輯控制器；安全輸出執(zhí)行器，安全性可編程邏輯控制器通信連接到安全輸出執(zhí)行器，一電源經(jīng)由安全輸出執(zhí)行器電連接到伺服驅(qū)動器，并經(jīng)由伺服驅(qū)動器電連接到機(jī)器人。優(yōu)選地，安全性可編程邏輯控制器經(jīng)由第一通信線路通信連接到運(yùn)動控制器。更優(yōu)選地，安全性可編程邏輯控制器經(jīng)由第二通信線路通信連接到伺服驅(qū)動器。更優(yōu)選地，所述第一通信線路是串行通信線路。更優(yōu)選地，所述第二通信線路是串行通信線路。優(yōu)選地，安全輸入致動器可以是模式開關(guān)或者急停按鈕等。優(yōu)選地，安全輸出執(zhí)行器可以是繼電器或電流接觸器等。本實(shí)用新型通過采用特定的安全保護(hù)系統(tǒng)，巧妙地設(shè)計(jì)出提出了一種基于安全模塊的系統(tǒng)拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)，可以確保機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)的安全可靠。

圖I示出根據(jù)本實(shí)用新型的機(jī)器人運(yùn)動控制安全系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
圖I示出根據(jù)本實(shí)用新型的機(jī)器人運(yùn)動控制安全系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖I中最右邊一列自上而下顯示出三個運(yùn)動控制模塊-運(yùn)動控制器、伺服驅(qū)動器、機(jī)器人。如圖I所示，運(yùn)動控制器與伺服驅(qū)動器雙向通信連接，伺服驅(qū)動器又與機(jī)器人雙向通信連接。需要注意的是，圖I中顯示出兩種箭頭連接方式，其中實(shí)線箭頭表示元器件之間的通信連接，而虛線箭頭表示元器件之間的電連接。操作時(shí)，用戶可以向運(yùn)動控制器發(fā)出相應(yīng)指令，由運(yùn)動控制器對伺服驅(qū)動器進(jìn)行高效且精確的控制。伺服驅(qū)動器在接收到來自運(yùn)動控制器的指令后隨即根據(jù)這一控制指令對機(jī)器人進(jìn)行驅(qū)動，特別地，控制機(jī)器人上的電機(jī)，由此使機(jī)器人可以按照用戶的意圖進(jìn)行精確運(yùn)動。例如，伺服驅(qū)動器可以根據(jù)來自運(yùn)動控制器的指令對機(jī)器人的電機(jī)進(jìn)行速度環(huán)、位置環(huán)、力矩環(huán)控制。如上文所述可知，運(yùn)動控制器、伺服驅(qū)動器、機(jī)器人三者之間構(gòu)成了機(jī)器人運(yùn)動控制機(jī)構(gòu)。在圖I左邊顯示出構(gòu)成機(jī)器人操作安全保護(hù)系統(tǒng)的四個安全保護(hù)模塊-安全輸入致動器、安全性可編程邏輯控制器(PLC)、安全輸出執(zhí)行器、電源。這一安全保護(hù)系統(tǒng)與上述機(jī)器人運(yùn)動控制機(jī)構(gòu)配合，可以避免機(jī)器人在不安全的狀態(tài)下啟動，也可以在機(jī)器人動作時(shí)，自動監(jiān)控安全鏈路，在操作出現(xiàn)異常時(shí)通過安全保護(hù)系統(tǒng)使機(jī)器人停機(jī)，另外，當(dāng)操作人員發(fā)現(xiàn)機(jī)器人動作中出現(xiàn)異?；蛭ｋU(xiǎn)時(shí)，可以通過安全保護(hù)系統(tǒng)使機(jī)器人停機(jī)，由此最大限度地確保了機(jī)器人操作的安全性。具體而言，安全輸入致動器電連接到安全性PLC，接著，安全性PLC通信連接到安全輸出執(zhí)行器。電源經(jīng)由安全輸出執(zhí)行器電連接到伺服驅(qū)動器，電源電能再由伺服驅(qū)動器供給機(jī)器人。同時(shí)，在安全輸出執(zhí)行器也直接通信連接至機(jī)器人，由此，安全輸出執(zhí)行器可以向機(jī)器人發(fā)送抱松閘控制信號。在安全輸出執(zhí)行器導(dǎo)通的情況下，電源可以通過伺服驅(qū)動器為機(jī)器人供電以便機(jī)器人進(jìn)行正常工作。在進(jìn)行安全控制操作時(shí)，如果現(xiàn)場人員發(fā)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，就可以啟動安全輸入致動器。由此，安全性PLC將檢測到安全保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況，從而切斷電源，由此停止通過伺服驅(qū)動器向機(jī)器人的供電，同時(shí)安全輸出執(zhí)行器向機(jī)器人發(fā)出抱閘信號，機(jī)器人將隨之關(guān)停，從而有效地避免了機(jī)器人的誤操作所帶來的損害。另外，如果現(xiàn)場人員提前發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場存在不利于機(jī)器人操作的不安全狀態(tài)，也可以通過安全保護(hù)系統(tǒng)來指示不啟動機(jī)器人，由此避免機(jī)器人在不安全狀態(tài)下啟動所可能產(chǎn)生的對機(jī)器人本身和/或?qū)χ車h(huán)境的危害。優(yōu)選地，如圖I所示，安全性PLC可以通信連接到運(yùn)動控制器，構(gòu)成通信線路1，類似地，安全性PLC也可以通信連接到伺服驅(qū)動器，構(gòu)成通信線路2。當(dāng)操作人員發(fā)現(xiàn)機(jī)器人失效并啟動安全輸入致動器的情況下，安全性PLC也可以分別通過通信線路I和/或通信線路2將機(jī)器人失效的消息發(fā)送給運(yùn)動控制器和/或伺服驅(qū)動器，由此提醒運(yùn)動控制器和伺服驅(qū)動器中斷相關(guān)的運(yùn)動控制，從而最大限度地確保系統(tǒng)安全性。通信線路I和2均可由串行通信實(shí)現(xiàn)，例如通過RS422/485接口或以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。另外，上述安全保護(hù)系統(tǒng)由于與運(yùn)動控制機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動控制器、伺服驅(qū)動器、機(jī)器人均存在信息傳送，因此可以避免機(jī)器人在不安全的狀態(tài)下啟動，并且在機(jī)器人動作時(shí)，可以自動監(jiān)控安全鏈路，在機(jī)器人出現(xiàn)異常時(shí)自動停機(jī)。上文所述的安全輸入致動器可以是模式開關(guān)或者急停按鈕，安全輸出執(zhí)行器可以是繼電器或電流接觸器。而安全性PLC并沒有特別限制，可以是市場上通用的可編程邏輯控制器。本實(shí)用新型通過采用特定的安全保護(hù)系統(tǒng)，巧妙地設(shè)計(jì)出提出了一種基于安全模塊的系統(tǒng)拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)，可以確保機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)的安全可靠。本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以理解的是，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅限于上述實(shí)施例，所有對本實(shí)用新型的等同變換均落在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于機(jī)器人的機(jī)器人運(yùn)動控制安全系統(tǒng)，其特征在于，包括運(yùn)動控制器；伺服驅(qū)動器，運(yùn)動控制器與伺服驅(qū)動器雙向通信連接，伺服驅(qū)動器又與機(jī)器人雙向通信連接；安全輸入致動器；安全性可編程邏輯控制器，安全輸入致動器電連接到安全性可編程邏輯控制器；安全輸出執(zhí)行器，安全性可編程邏輯控制器通信連接到安全輸出執(zhí)行器，一電源經(jīng)由安全輸出執(zhí)行器電連接到伺服驅(qū)動器，并經(jīng)由伺服驅(qū)動器電連接到機(jī)器人。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人運(yùn)動控制安全系統(tǒng)，其特征在于，安全性可編程邏輯控制器經(jīng)由第一通信線路通信連接到運(yùn)動控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器人運(yùn)動控制安全系統(tǒng)，其特征在于，安全性可編程邏輯控制器經(jīng)由第二通信線路通信連接到伺服驅(qū)動器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的機(jī)器人運(yùn)動控制安全系統(tǒng)，其特征在于，所述第一通信線路是串行通信線路。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人運(yùn)動控制安全系統(tǒng)，其特征在于，所述第二通信線路是串行通信線路。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人運(yùn)動控制安全系統(tǒng)，其特征在于，安全輸入致動器是模式開關(guān)或者急停按鈕。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人運(yùn)動控制安全系統(tǒng)，其特征在于，安全輸出執(zhí)行器是繼電器或電流接觸器。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種用于機(jī)器人的機(jī)器人運(yùn)動控制安全系統(tǒng)，包括運(yùn)動控制器；伺服驅(qū)動器，運(yùn)動控制器與伺服驅(qū)動器雙向通信連接，伺服驅(qū)動器又與機(jī)器人雙向通信連接；安全輸入致動器；安全性可編程邏輯控制器，安全輸入致動器電連接到安全性可編程邏輯控制器；安全輸出執(zhí)行器，安全性可編程邏輯控制器通信連接到安全輸出執(zhí)行器，一電源經(jīng)由安全輸出執(zhí)行器電連接到伺服驅(qū)動器，并經(jīng)由伺服驅(qū)動器電連接到機(jī)器人。本實(shí)用新型通過采用特定的安全保護(hù)系統(tǒng)，巧妙地設(shè)計(jì)出提出了一種基于安全模塊的系統(tǒng)拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)，可以確保機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)的安全可靠。
文檔編號G05B19/048GK202735763SQ20122038618
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月1日
發(fā)明者張斐泓, 張暉, S·薩爾萊 申請人:Abb技術(shù)有限公司