工业机器人的安全控制系统、电路及方法技术方案

本申请涉及工业机器人的安全控制领域，公开了工业机器人的安全控制系统、电路及方法，该安全控制电路包括：用于产生第一测试信号及第二测试信号的测试电路，第一测试信号与第二测试信号对应的测试脉冲不重叠；与测试电路连接的第一接口电路和第二接口电路，分别与第一信号传输通道连接及第二信号传输通道连接，分别将第一测试信号及第二测试信号传递给第一及第二信号传输通道，及分别将从第一及第二信号传输通道反馈的第一及第二反馈信号传送给测试电路；测试电路基于第一及第二反馈信号确定第一接口电路和第一信号传输通道及第二接口电路和第二信号传输通道是否异常，在产生异常时控制工业机器人执行安全策略，实现对工业机器人的安全控制。机器人的安全控制。机器人的安全控制。

【技术实现步骤摘要】
工业机器人的安全控制系统、电路及方法


[0001]本申请涉及工业机器人的安全控制领域，特别是涉及工业机器人的安全控制系统、电路及方法。

技术介绍

[0002]随着工业自动化的推进，工业机器人的运用越来越多，在提高了工作效率的同时，工业机器人的安全功能技术成为研发设计中的重中之重，通常要求满足协作机器人安全标准所提出的安全架构。特别地，工业机器人通常连接有外部安全输入设备，例如急停按钮、安全门、使能开关以及复位按键，需要判断外部安全输入设备与工业机器人的连接是否安全。在现有技术中通常采用简单逻辑对比的方式对外部安全输入设备的输入信号进行诊断，使用单一的参考信号进行诊断，难以全面检测故障发生的可能性。

技术实现思路

[0003]本申请至少提供工业机器人的安全控制系统、电路及方法，以实现对工业机器人的安全控制。
[0004]本申请第一方面提供了一种工业机器人的安全控制电路，该安全控制电路包括：测试电路，用于产生第一测试信号及第二测试信号，其中，第一测试信号的测试脉冲与第二测试信号的测试脉冲不重叠；第一接口电路，与测试电路连接，且用于与工业机器人的安全输入设备的第一信号传输通道连接，并将第一测试信号传递给第一信号传输通道，且将从第一信号传输通道反馈的第一反馈信号传送给测试电路；第二接口电路，与测试电路连接，且用于与安全输入设备的第二信号传输通道连接，并将第二测试信号传递给第二信号传输通道，且将从第二信号传输通道反馈的第二反馈信号传送给测试电路；测试电路还用于基于第一反馈信号和第二反馈信号确定第一接口电路和第一信号传输通道是否异常，及确定第二接口电路和第二信号传输通道是否异常，以在产生异常时，控制工业机器人执行安全策略。
[0005]本申请第二方面提供了一种工业机器人的安全控制系统，该安全控制系统包括：安全输入设备，用于采集危险触发信号；伺服控制器，与工业机器人连接，用于控制工业机器人；主控制器，与伺服控制器连接，用于控制伺服控制器；安全控制电路，分别与安全输入设备及伺服控制器连接，用于基于危险触发信号产生异常信号，伺服控制器基于异常信号执行相应的子安全策略；其中安全策略包括若干子安全策略；其中，安全控制电路为上述的安全控制电路。
[0006]本申请第三方面提供了一种工业机器人的安全控制方法，应用于上述的安全控制
电路，该安全控制方法包括：产生第一测试信号及第二测试信号；接收从第一信号传输通道对第一测试信号反馈的第一反馈信号及从第二信号传输通道对第二测试信号反馈的第二反馈信号；基于第一反馈信号确定第一接口电路及第一信号传输通道是否异常，以及基于第二反馈信号确定第二接口电路及第二信号传输通道是否异常，以在产生异常时，控制工业机器人执行安全策略。
[0007]上述方案，通过设置分别连接工业机器人的安全输入设备的第一信号传输通道和第二信号传输通道的第一接口电路和第二接口电路，以使测试电路通过第一接口电路输出第一测试信号并获取第一信号传输通道反馈的第一反馈信号，通过第二接口电路输出第二测试信号并获取从第二信号传输通道反馈的第二反馈信号，测试电路根据第一反馈信号和第二反馈信号确定第一接口电路和第一信号传输通道是否异常，及确定第二接口电路和第二信号传输通道是否异常，以在产生异常时，控制工业机器人执行安全策略，能够满足工业机器人功能安全标准。其中，工业机器人功能安全标准包括但不限于机械安全标准ISO 13849
‑
1以及国际安全标准ISO 10218所提出的安全要求，有效判断安全输入设备与工业机器人的连接是否安全，实现对工业机器人的安全控制。同时，测试电路输出的第一测试信号与第二测试信号的测试脉冲不重叠，使得测试电路基于第一测试信号的第一反馈信号以及第二测试信号的第二反馈信号进行比较确认异常情况时，能够实现对两路安全通道的安全状况的全面检测，并且准确快速判断发生异常的原因。
[0008]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本申请。
附图说明
[0009]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于说明本申请的技术方案。
[0010]图1是本申请工业机器人的安全控制电路第一实施例的结构示意图；图2是本申请工业机器人的安全控制电路第二实施例的结构示意图；图3是本申请工业机器人的安全控制电路第三实施例的结构示意图；图4是本申请工业机器人的安全控制系统一实施例的结构示意图；图5是本申请工业机器人的安全控制方法一实施例的流程示意图；图6是本申请工业机器人的安全控制方法另一实施例的流程示意图。
具体实施方式
[0011]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0012]另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅
用于描述目的，而不能理解为明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”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。
[0013]工业机器人，要求满足机械安全标准ISO 13849
‑
1以及国际安全标准ISO 10218所提出的安全要求等。本申请提供一种工业机器人的安全控制电路，该安全控制电路能够满足工业机器人功能安全标准。其中，工业机器人功能安全标准包括但不限于机械安全标准ISO 13849
‑
1以及国际安全标准ISO 10218所提出的安全要求，有效判断安全输入设备与工业机器人的连接是否安全，实现对工业机器人的安全控制；同时，能够实现对两路安全通道的安全状况的全面检测，并且准确快速判断发生异常的原因。
[0014]请参阅图1，图1是本申请工业机器人的安全控制电路第一实施例的结构示意图。如图1所示，安全控制电路10包括测试电路11、第一接口电路12以及第二接口电路13。具体地，测试电路11用于产生第一测试信号及第二测试信号，并且第一测试信号的测试脉冲与第二测试信号的测试脉冲不重叠。具体而言，当第一测试信号为高电平时，第二测试信号始终保持低电平；当第二测试信号为高电平时，第一测试信号始终保持低电平，则第一测试信号与第二测试信号不存在同时为高电平的状态。可选地，在本实施例中，第一测试信号与第二测试信号的电压幅值相等，且第一测试信号与第二测试信号的周期相同。
[0015]具体地，第一接口电路12连接测试电路11，且进一步连接工业机器人的安全输入设备20的第一信号传输通道21，以将第一测试信号传递给第一信号传输通道21，并获本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业机器人的安全控制电路，其特征在于，包括：测试电路，用于产生第一测试信号及第二测试信号，其中，所述第一测试信号的测试脉冲与所述第二测试信号的测试脉冲不重叠；第一接口电路，与所述测试电路连接，且用于与所述工业机器人的安全输入设备的第一信号传输通道连接，并将所述第一测试信号传递给所述第一信号传输通道，且将从所述第一信号传输通道反馈的第一反馈信号传送给所述测试电路；第二接口电路，与所述测试电路连接，且用于与所述安全输入设备的第二信号传输通道连接，并将所述第二测试信号传递给所述第二信号传输通道，且将从所述第二信号传输通道反馈的第二反馈信号传送给所述测试电路；所述测试电路还用于基于所述第一反馈信号和所述第二反馈信号确定所述第一接口电路和所述第一信号传输通道是否异常，及确定所述第二接口电路和所述第二信号传输通道是否异常，以在产生异常时，控制所述工业机器人执行安全策略。2.根据权利要求1所述的安全控制电路，其特征在于，所述测试电路包括：第一控制电路，分别与所述第一接口电路及所述第二接口电路连接，用于产生所述第一测试信号，并基于所述第一反馈信号和所述第二反馈信号确定所述第一接口电路和所述第一信号传输通道是否异常，及确定所述第二接口电路和所述第二信号传输通道是否异常，产生第一检测结果；第二控制电路，分别与所述第一接口电路及所述第二接口电路连接，用于产生所述第二测试信号，并基于所述第一反馈信号和所述第二反馈信号确定所述第一接口电路和所述第一信号传输通道是否异常，及确定所述第二接口电路和所述第二信号传输通道是否异常，产生第二检测结果；所述第一控制电路还与所述第二控制电路连接，用于将所述第一检测结果与所述第二检测结果进行交叉验证，以确定所述测试电路是否异常。3.根据权利要求1所述的安全控制电路，其特征在于，所述第一接口电路包括：第一输出电路，分别与所述测试电路、所述第一信号传输通道的第一端连接；第一输入电路，分别与所述第一信号传输通道的第二端及所述测试电路连接；所述第二接口电路包括：第二输出电路，分别与所述测试电路、所述第二信号传输通道的第一端连接；第二输入电路，分别与所述第二信号传输通道的第二端及所述测试电路连接。4.根据权利要求1所述的安全控制电路，其特征在于，所述第一接口电路包括：第一隔离电路，分别与所述测试电路及所述安全输入设备的第一信号传输通道连接，用于实现所述测试电路的电压与所述安全输入设备之间的电压隔离；所述第二接口电路包括：第二隔离电路，分别与所述测试电路及所述安全输入设备的第二信号传输通道连接，用于实现所述测试电路的电压与所述安全输入设备之间的电压隔离。5.根据权利要求3所述的安全控制电路，其特征在于，所述第一接口电路包括：第一变压电路，分别与所述测试电路及所述安全输入设备的第一信号传输通道连接，用于实现所述测试电路的电压与所述安全输入设备之间的电压转换；所述第二接口电路包括：
第二变压电路，分别与所述测试电路及所述安全输入设备的第二信号传输通道连接，用于实现所述测试电路的电压与所述安全输入设备之间的电压转换。6.根据权利要求3所述的安全控制电路，其特征在于，所述第一输出电路包括：第一光耦，分别与所述测试电路及所述安全输入设备的第一信号传输通道连接，用于实现所述测试电路的电压与所述安全输入设备之间的电压隔离及电压转换；所述第二输出电路包括：第二光耦，分别与所述测试电路及所述安全输入设备的第二信号传输通道连接，用于实现所述测试电路的电压与所述安全输入设备之间的电压隔离及电压转换。7.根据权利要求1所述的安全控制电路，其特征在于，响应于所述测试电路检测所述第一测试信号与所述第一反馈信号相同，且所述第二测试信号与所述第二反馈信号相同，确定所述安全输入设备无异常，且其状态信息为双通道闭合；响应于所述测试电路检测所述第一反馈信号及所述第二反馈信号均为低电平信号，确定所述安全输入设备无异常，且其状态信息为双通道断开。8.根据权利要求1所述的安全控制电路，其特征在于，响应于所述测试电路检测所述第一反馈信号或所述第二反馈信号中的一者为低电平信号，且另一者与对应的测试信号相同，确定所述安全输入设备异常，且其状态信息为与所述一者对应的通道闭合。9.根据权利要求1所述的安全控制电路，其特征在于，响应于所述测试电路检测所述第一反馈信号或所述第二反馈信号中的一者为低电平信号，...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁程润，李乐荣，刘丹，温元明，朱磊，
申请(专利权)人：库卡机器人广东有限公司库卡机器人制造上海有限公司美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：