[实用新型]工业机器人的安全控制系统以及工业机器人

说明书

本实用新型提供了一种工业机器人的安全控制系统和一种工业机器人，其中安全控制系统包括：一个第一安全控制器(7)，其与至少一个输出核心安全信号的核心安全传感器(31)连接并接收所述核心安全信号；一个第二安全控制器(52)，其与至少一个输出与安全相关信号的安全相关传感器(32)连接并接收所述与安全相关信号；其中所述第一安全控制器(7)与第二安全控制器(52)分别与安全致动系统(9)连接。

技术领域

本实用新型涉及一种用于工业机器人的安全控制系统，以及设有该安全控制系统的工业机器人。

背景技术

机器人系统，例如，工业机器人系统通常包括控制单元和受控制单元控制以进行多种操作的机器人单元。机器人单元可以包括用于执行操作的机器人臂等执行机构、以及用于驱动机器人臂的驱动器、以及用于提供功率的电源等。控制单元可以生成用于控制机器人单元的控制命令。

为了保护在工业机器人系统环境中工作的其他设备和人员的安全，要求工业机器人系统具有特定的安全功能。例如，ISO 10218-1等国际标准以及GB 11291.1等的国家标准对于工业机器人的安全功能以及安全功能的可靠性进行了详细规定。

为了满足安全性的需要，现有的工业机器人系统通常采用两种方案。一种方案是为机器人系统配备一台符合功能安全的系统控制器，从而满足安全要求所需的全部功能，以为操作者提供可靠的安全控制。但是，该方案会增加机器人系统的成本。另一种方案是为机器人系统配备专用的逻辑电路从而降低成本。但是，这样的专用的集成电路因为运算能力有限，所以使得该方案仅能够提供基础的安全功能，且难以适用于不同的工业机器人系统。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种工业机器人的安全控制系统，其特征在于，包括：一个第一安全控制器，其与至少一个输出核心安全信号的核心安全传感器连接并接收所述核心安全信号；一个第二安全控制器，其与至少一个输出与安全相关信号的安全相关传感器连接并接收所述与安全相关信号；其中所述第一安全控制器与第二安全控制器分别与安全致动系统连接。根据本实用新型，该第一安全控制器通常为主控制器，其能够满足ISO13849-1中的PL＝d，类别3或者IEC62061中的SIL2的安全等级标准；第二安全控制器通常是辅助控制器。通过这种设计能够使得安全功能的实现费用低于自动防故障控制器解决方案。该方案能过提供冗余功能并且能够灵活地适用于不同类型的工业机器人控制系统。而且该方案能够降低机器人系统通过安全许可的成本。

依据本实用新型，所述核心安全传感器和安全相关传感器均为用户自行根据其生产环境或者机器人工作环境和状态自行进行定义。于此相关地，核心安全信号和与安全相关的信号也是对应的进行自定义。与安全相关的传感器的信号例如可以是制动器的制动状态、伺服驱动的报错监控信号、ZSP监控信号、示教器的钥匙开关等。而核心安全传感器则通常可以包括例如示教器的使能开关；示教器、安全笼内或外部的急停按钮以及安全笼的门锁开关。在本实用新型中，信号指任何形式的信息和/或对控制器的输入或者输出等。而本实用新型中的传感器则值任何可以感知动作、变化的设备，其例如可以是狭义的传感器、传感器件，例如光电传感器、红外线传感器、位置传感器、速度传感器等，也可以是例如一个开关部件、一个能够感知门锁开关的部件等等。

根据一种有利的实施方式，所述第一安全控制器为一个安全继电器。安全继电器是一种可编程设备，其可以通过修改程序而适用于不同的工业机器人。其本身还通过多项安全认证，因为无需再额外地为安全控制器进行安全认证。

根据一种有利的实施方式，所述每个核心安全传感器均包括两个相同的传感器元件，并且通过双通道与所述第一安全控制器连接。这种设计专门为用于认为与安全核心相关功能实现了冗余控制。

根据一种有利的实施方式，所述第一安全控制器与至少一个所述安全相关传感器连接，并接收所述与安全相关的信号。通过这种方式，第一安全控制器也可以对安全相关信号进行判断，当其被认为是核心安全信号时采取相应的控制手段。