[发明专利]一种协作机器人安全控制系统

说明书

本发明涉及协作机器人安全控制技术领域，具体是一种协作机器人安全控制系统，包括用于输入信号或数据的传感设备、用于接收信号或数据的控制器、用于接收控制器的安全控制指令并反馈自身状态的协作机器人、与控制器配合用于确定区域信息的协作区域，还包括设置在控制器内的安全控制系统，所述的安全控制系统具体包括：协作区域检测模块、安全传感器检测模块、机器人安全限制检测模块、安全处理模块；本发明提供了一种较为完善的安全控制系统，在符合安全规定标准的前提下，能够有效保障人机协作作业过程中操作者的安全以及机器人设备的安全，适用于协作机器人的应用。

技术领域

本发明涉及协作机器人安全控制技术领域，具体是一种协作机器人安全控制系统。

背景技术

协作机器人在人机协同的应用中起到了越来越重要的作用。通过人机协同可将人的认知，适应性以及触觉能力等与机器人的速度、力量以及精度等优点充分的发挥出来。除此之外，人机协同操作也为机器人的操作安全带来了新的挑战。特别是为了确保人类接近机器人甚至与机器人一起工作时的安全性。

根据国际安全标准ISO/TS 15066中定义了协作机器人的设计标准，针对“协作操作”以及安全定义了的四种技术细节定义：安全相关的受控的停止功能(Safety-ratedmonitored stop，SMS)；手动引导(Hand guiding)；速度和分离监控(Speed andSeparation monitoring，SSM)；功率和力量限制(Power and force limiting,PFL)。满足其中的一个或者多个操作的，均可视为协作机器人，即具备一定的安全功能。

这其中包括：协作机器人的引导受控安全，有无引导器均可以；对协作机器人的运动区域限制，在限制区域内时，机器人要进行受控处理；在协作区域外，根据人与协作机器人的接近距离进行安全调整；在协作区域内，对协作机器人自身安全限制；在人机协作时，人与协作机器人接触时的安全处理。

虽然标准中定义了四种技术细节，也给定相关方法规范安全要求，但是具体的应用实施方案是不明确的。各机器人厂家根据其中一种或多种要求也做了一些具体的安全应用，但功能并不完善，并未将所有安全相关的内容整合成系统方案。

发明内容

本发明旨在于将人与协作机器人的协同操作中，结合标准中的安全规定，提供一个满足所有安全要求的控制系统，从软件层面提供所需安全要求，有效减少安全控制成本，提供人机协作的安全性，为了解决上述问题，本发明提出一种协作机器人安全控制系统。

一种协作机器人安全控制系统，包括用于输入信号或数据的传感设备、用于接收信号或数据的控制器、用于接收控制器的安全控制指令并反馈自身状态的协作机器人、与控制器配合用于确定区域信息的协作区域，还包括设置在控制器内的安全控制系统，所述的安全控制系统具体包括：

协作区域检测模块，在协作区域内，人机交互时对协作机器人进行实时监控，检测人机操作的安全性；

安全传感器检测模块，操作人员接近或者远离机器人时保证协作机器人与操作人员保护性间距，根据人机距离对协作机器人进行运动限制；

机器人安全限制检测模块，实时检测协作机器人端速度、力、动量以及各关节的力矩误差以及总功率类是否超过限定值，从而对机器人进行安全停止；

安全处理模块，用于接收各模块的信息，对协作机器人进行安全控制。

所述的传感设备为激光扫描仪、激光雷达类。

所述的协作区域检测模块提供自定义平面的接口，基于选择空间不共线三点定义平面，该点的获取通过协作机器人末端位置获取，能够定义多个平面，将其组合即可构建协作区域。