[發明專利]一種工業機器人及其急停裝置

有效

• 申請號: 202010060308.0
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111240258B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 何定坤;王光能;張國平;陳凱澤;羅文喜;高云峰
• 申請（專利權）人: 大族激光科技產業集團股份有限公司;深圳市大族機器人有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 深圳市道臻知識產權代理有限公司 44360
• 代理人: 陳琳

本發明涉及工業機器人領域，具體涉及一種工業機器人及其急停裝置。所述急停裝置包括：繼電器，設置在第一供電線上，以控制第一供電線的通斷，所述繼電器與第二供電電源連接，以提供驅動電能；第一控制單元，包括與急停開關連接的零類安全模塊，接收一類安全信號的一類安全模塊，以及設置在第二供電線上的通斷開關；第二控制單元，包括接收二類安全信號的二類安全模塊，控制模塊，以及設置在第二供電電源和繼電器之間的驅動模塊。本發明通過一種工業機器人及其急停裝置，實現機器人控制單元的停止控制和伺服驅動器的斷電控制，不僅成本低，還能滿足三類急停的輸入需求，并且滿足安全標準EN13849Ple的安全要求。

技術領域

本發明涉及工業機器人領域，具體涉及一種工業機器人及其急停裝置。

背景技術

工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器裝置，它能自動執行工作，是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序運行，現代的工業機器人還可以根據人工智能技術制定的原則綱領行動。

隨著產業的不斷升級和技術不斷創新，對工業機器人的安全要求提出了更高更嚴格的要求，急停，是作為機器人系統中應對安全生產過程中最重要的功能，其設計是否合理，已經成為衡量工業機器人是否符合安全標準的必備條件。

當前工業機器人的急停主要分成三種類，第一，零類急停，直接斷開機器人輸入電源；第二、一類急停，讓機器人停止后斷電；第三、二類急停，讓機器人停止且不斷電。這三種急停雖然可以控制工業機器人的緊急停止，但是也會導致一些問題：1、直接斷開機器人輸入電源，使運動控制器無法獲得機器人本體的運當前行狀態，當重新上電時會有失控的危險；2、當機器人手臂處在重心不在中心點的狀態時，突然的斷電會導致手臂由于重力原因向下掉，有可能對人或設備產生破壞；3、機器人的非控制式制動會降低機器人本身的使用壽命；4、在運動過程中斷電，機器人會由于慣性作用而繼續運行一段距離，有可能對人或設備產生破壞。

為了實現上述的急停可控方案，當前工業機器人通過硬件部分采用單回路裝置實現單一種類急停方案，但是，單一故障有可能導致其安全功能的喪失，存在安全隱患，達不到安全的標準。

當然，為了解決上述單一種類急停方案的問題，采用芯片為安全PLC14的系統，參考圖1，實現各類急停信號的輸入(急停輸入11和安全門輸入12)，以及根據輸入信號控制進行對應的控制命令，如控制機器人控制器131停止工作，或控制伺服驅動器132停止工作，或斷開伺服驅動器132的輸入電能等。雖然效果佳，但是成本高，且維護難度大。

如何既能解決單一種類急停方案的問題，還能解決若采用安全PLC系統導致成本高的問題，是本領域技術人員一直重點解決的問題之一。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種工業機器人及其急停裝置，解決單一種類急停方案的問題，還能解決若采用安全PLC系統導致成本高的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種工業機器人的急停裝置，工業機器人包括與第一供電電源電連接的伺服驅動器，與伺服驅動器通信連接的機器人控制單元，所述急停裝置包括：繼電器，設置在第一供電電源和伺服驅動器之間的第一供電線上，以控制第一供電線的通斷，所述繼電器與第二供電電源連接，以提供驅動電能；第一控制單元，包括與急停開關連接的零類安全模塊，接收一類安全信號的一類安全模塊，以及設置在第二供電電源和繼電器之間的第二供電線上的通斷開關；第二控制單元，包括接收二類安全信號的二類安全模塊，分別與零類安全模塊、一類安全模塊和二類安全模塊通信連接的控制模塊，以及設置在通斷開關和繼電器之間的驅動模塊；所述控制模塊還與驅動模塊和機器人控制單元連接；其中，所述控制模塊接收到零類安全模塊的零類觸發信號后，控制機器人控制單元停止工作，再控制驅動模塊驅動繼電器斷開第一供電線；以及，所述控制模塊接收到一類安全模塊的一類觸發信號后，控制機器人控制單元停止工作，所述通斷開關再斷開第二供電線；所述控制模塊接收到二類安全模塊的二類觸發信號后，控制機器人控制單元停止工作。