[發明專利]一種工業機器人的安全控制裝置及控制方法

在審

• 申請號: 201811345288.0
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109397289A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 張苑;王江濤;王振輝;黃亦煒;惠自樂
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 上海麥其知識產權代理事務所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

本發明公開了一種工業機器人的安全控制裝置及控制方法，對機器人活動進行控制，旨在預防機器人生產操作時產生的安全事故。該安全控制裝置包括：至少一個數據采集模塊、數據傳輸模塊、信息處理中心和機器人通信模塊；數據采集模塊安裝在工業機器人所在的作業空間內，采集不同預設檢測區域內的圖像信息；數據傳輸模塊將數據采集模塊獲取到的實時圖像數據傳輸至信息處理中心；信息處理中心根據實時圖像數據中設定的檢測區域，判斷工業機器人的作業是否發生異常；若判斷發生異常，則信息處理中心向工業機器人發送控制指令，使工業機器人可以通過及時減慢作業速度、暫停作業以及停止作業或改變作業角度的方式做出響應，保證生產過程的安全可靠。

技術領域

本發明涉及圖像識別技術和CAN通信技術，尤其涉及一種工業機器人的安全控制裝置及控制方法。

背景技術

在科技高速發展的21世紀，隨著自動化技術的快速發展，越來越多的生產領域需要進行自動化作業的轉變，其中自動化領域也在快速的發展著，實現自動化操作的工業機器人往往體積龐大，且具有相當的破壞性。在生產安全方面，機器人的作業空間周圍雖然設有圍欄等警示設施以時刻提醒著生產環境中的相關人員盡量遠離。但這并不能從源頭上避免生產意外事故的發生，因為以往規避風險的方式是限制相關人員的活動空間，若相關人員誤入機器人作業空間極易受到傷害，而不明物體誤入機器人作業空間也會造成生產事故。因此，對機器人的作業空間進行監測，若有特殊情況發生時能夠對機器人加以有效的控制，可以提高生產過程中的安全性，大大減少自動化生產環境中的安全意外風險。現有的工業機器人安全控制并沒有信息化的安全控制方案，而多是通過設立實體圍欄的方式和發出警告的方式限制人員活動來減小風險，并沒有將機器人的工作區域明確劃分并且對機器人行為進行反饋控制這正是本發明所要解決的問題。

發明內容

本發明提出了一種工業機器人的安全控制裝置，包括：至少一個數據采集模塊、數據傳輸模塊、信息處理中心和機器人通信模塊；所述數據采集模塊安裝在所述工業機器人所在的作業空間內，所述數據采集模塊用于采集不同預設檢測區域內的實時圖像數據；所述數據傳輸模塊將所述數據采集模塊獲取到的實時圖像數據傳輸至所述信息處理中心；所述信息處理中心獲取實時圖像數據，根據外來物體和人員的實時位置與設定的檢測區域，判斷所述工業機器人的作業是否發生異常；若發生異常，則所述信息處理中心通過機器人通信模塊向所述工業機器人發送控制指令；若判斷未發生異常，則所述工業機器人保持正常工作，且判斷工作循環進行。

本發明提出的所述工業機器人的安全控制裝置中，所述數據采集模塊為廣角攝像機，用于捕捉不同預設檢測區域內的實時圖像數據。其中，所述實時圖像數據包括所述工業機器人各個部件的實時位置信息、所監測范圍區間內是否有物體或人員進入。

本發明提出的所述工業機器人的安全控制裝置中，所述數據傳輸模塊進一步加密所述實時圖像數據。

本發明提出的所述工業機器人的安全控制裝置中，所述信息處理中心通過CAN總線與所述工業機器人進行信息的交互，將控制指令傳輸至機器人。

本發明提出的所述工業機器人的安全控制裝置中，所述信息處理中心包括至少一個圖像識別單元、至少一個區域識別單元、至少一個判斷單元和機器人控制器；所述圖像識別單元用于從所述實時圖像數據當中識別出外界人員或物體的位置數據；所述區域識別單元根據識別不同顏色的實體邊界來識別所述檢測區域的邊界數據；所述判斷單元用于通過比較位置數據和邊界數據判斷各個檢測區域是否異常；所述機器人控制器用于根據不同檢測區域是否異常向所述工業機器人發送控制指令。

本發明提出的所述工業機器人的安全控制裝置中，所述區域識別單元根據識別不同顏色的實體邊界來識別所述檢測區域的邊界數據。

本發明提出的所述工業機器人的安全控制裝置中，所述區域識別單元根據與所述工業機器人的工作區域軸心的距離或工業機器人手臂的活動距離，將所識別的不同區域由近及遠地劃定為第一檢測區域、第二檢測區域和第三檢測區域。