[发明专利]基于晶体管的多关节机器人专用安全信号控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于晶体管的多关节机器人专用安全信号控制电路。

背景技术

基于现在机器人控制柜小型化、集成化的趋势，针对机器人现在更多的是多轴控制方案，代替原有的单轴伺服方案。多轴方案的优势就是集成度高、体积小、性能较单轴伺服方案无损失。针对多轴的控制方案就需要一个统一协调所有伺服报警、电机报警、机器人控制信息等机器人安全信号的电路。

现在已有的针对多轴机器人的“启动-报警-抱闸”控制方案是通过全继电器方式实现，以通用的六轴机器人举例，存在六路的伺服报警、六个电机的抱闸、机器人的急停报警、机器人启动与停止功能，通过各个继电器完成上述功能。

全继电器方式的缺点是：1、所用继电器过多，针对上述功能则需要十几颗继电器，导致电路体积过大，影响控制柜尺寸；2、继电器的响应速度慢,需要毫秒级的时间；3、继电器的价格高于晶体管；4、继电器的使用寿命和开关次数有直接关联,使用寿命不够长；5、继电器的工作会伴发射出较强的电磁干扰。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对背景技术中提及的针对现有多轴机器人的“启动-报警-抱闸”采用全继电器控制方案存在的缺点技术问题。

本发明的设计思想是，针对继电器方案的上述缺点，本专利设计了一种基于晶体管与逻辑芯片的多轴机器人专用安全信号控制电路，安全信号包含机器人启停、各类报警、抱闸等。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于晶体管的多关节机器人专用安全信号控制电路，包括用于采集多关节机器人的多路伺服报警信号的多路伺服报警采集电路，与多路伺服报警采集电路的输出相连的用于对多路伺服报警采集电路输出信号进行或非运算的伺服报警运算电路，与伺服报警运算电路的输出相连的用于提供报警驱动信号的伺服报警驱动电路，与伺服报警驱动电路的输出相连的报警与启动/停止信号运算电路，与报警与启动/停止信号运算电路输出相连的报警输出与启动自锁电路，报警输出与启动自锁电路输出报警信号；

基于晶体管的多关节机器人专用安全信号控制电路，还包括通过24V电源供电的两个外部急停按钮SE1，两个外部急停按钮SE1的信号S5和S6分别接入两个用于采集外部急停按钮SE1的两路急停报警采集电路，两路急停报警采集电路的输出均接入报警与启动/停止信号运算电路；

通过24V电源供电并串联的常开启动按钮SB1和常闭停止按钮SB2，在常开启动按钮SB1和常闭停止按钮SB2之间并联接入报警输出与启动自锁电路内的继电器K1的常开按钮K1A，常开按钮K1A的输出信号S9；常开启动按钮SB1和常闭停止按钮SB2的启动/停止信号S1接入启动/停止信号采集电路，启动/停止信号采集电路的输出接入报警与启动/停止信号运算电路。

对本发明技术方案的进一步改进，基于晶体管的多关节机器人专用安全信号控制电路还包括用于采集多关节机器人的多路电机抱闸信号的多路抱闸电路；多路抱闸电路包括与多关节机器人的电机抱闸信号一一对应的抱闸电路；多个抱闸电路均相同；设多关节机器人的电机抱闸信号为电机1抱闸信号BR1、电机2抱闸信号BR2、……电机N抱闸信号BRN，N为大于等于1的正整数；

抱闸电路包括限流电阻R31、保护电阻R32、电容C9、光耦U3、分压电阻R33、分压电阻R34、+3.9V稳压管、抗干扰电阻R35和N沟道MOS管，限流电阻R31一端接+24V，限流电阻R31另一端和电机抱闸信号BR1同时接入光耦U3的两个输入，在光耦U3的输入端并联过滤电容C9和保护电阻R32且保护电阻R32与过滤电容C9并联设置；光耦U3的两个输出中一个输出连接直流+24V电压，另一个输出串接分压电阻R33一端，分压电阻R33另一端连接分压电阻R34的一端、+3.9V稳压管的正极和抗干扰电阻R35的一端，抗干扰电阻R35的另一端连接N沟道MOS管的栅极；分压电阻R34的另一端、+3.9V稳压管的负极和N沟道MOS管的源极均接地，N沟道MOS管的漏极连接多关节机器人的电机1的抱闸线圈两端。

对本发明技术方案的进一步改进，多路伺服报警采集电路包括与多关节机器人的伺服报警信号一一对应的伺服报警采集电路，多个伺服报警采集电路均相同；设多关节机器人的伺服报警信号为伺服1报警信号、伺服2报警信号、伺服3报警信号、……伺服N报警信号；N为大于等于1的正整数；

伺服报警采集电路包括热敏电阻PTC1、限流电阻R1、发光二极管LED1、保护电阻R2、抗干扰电容C1和TVS二极管，