[发明专利]一种工业机器人防碰撞控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种工业机器人防碰撞控制系统及方法，通过系统控制器实时检测第二输入信号端的信号状态，确定工业机器人与保护对象是否接触，当信号状态为高电平，则表示保护对象与工业机器人接触，系统控制器即刻向机器人控制器发送暂停运动控制命令，机器人控制器基于暂停运动控制命令控制工业机器人停止运动，以保证保护对象的安全，解除安全隐患，实现对工业机器人全方位的碰撞检测和控制保护。

技术领域

本发明涉及工业机器人防碰撞技术领域，特别是涉及一种工业机器人防碰撞控制系统及方法。

背景技术

人机协作式工业机器人正广泛应用于工业自动化装配中，防碰撞控制成为其安全应用的重要前提。目前工业机器人自带的碰撞检测功能，主要根据碰撞时负载变大，导致其驱动电流增大来检测碰撞发生并做出控制决策，这种方式在机械手臂各关节加减速时，容易产生碰撞误判断，即：设置碰撞参数敏感度值过低，容易因内部阻力而误触发；设置碰撞参数敏感度值过高，容易因钝感而无法正确触发。在当前一些协作式工业机器人中，采用力传感器的方式进行碰撞检测，存在成本高、占用结构空间体积、额外引入较大重量等问题，且其主要检测工业机器人末端、无法实现工业机器人全方位的碰撞检测与控制保护。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是目前自带碰撞检测功能的工业机器人或者在工业机器人末端配置力传感器的工业机器人，在检测到碰撞时，往往已经对工件、操作者或者工业机器人本身产生了碰撞伤害，难以在接触时即刻终止工业机器人运动，从而避免碰撞伤害，同时也无法做到对工业机器人进行全方位的碰撞检测与控制保护。本发明提供一种工业机器人防碰撞控制系统及方法，基于电流回路通断式，实时检测工业机器人本体与人体或工件的接触，从而形成弱电流回路，电流传播时间段，可以即刻触发控制信号，在双方接触时即刻控制工业机器人停止运动，避免碰撞伤害，解除安全隐患，实现对工业机器人全方位的碰撞检测和控制保护。

本发明通过下述技术方案实现：

一种工业机器人防碰撞控制系统，包括系统控制器、机器人控制器、继电器、直流电源、第一航插和第二航插；

其中，所述系统控制器中设置有电源端子和第二输入信号端；所述电源端子和所述第二输入信号端分别连接在所述继电器的两端，所述继电器连接在所述直流电源的正极，所述直流电源的负极接地；

当所述保护对象与所述工业机器人接触时，所述继电器闭合，所述第二输入信号端输入高电平信号，所述系统控制器基于所述高电平信号向所述机器人控制器发送暂停运动控制命令，所述机器人控制器控制所述工业机器人停止运动。

进一步地，所述工业机器人防碰撞控制系统还包括按键；其中，所述按键的两端分别连接所述电源端子和所述第一输入信号端；

操作者控制按键是否导通，所述系统控制器通过所述第一输入信号端实时检测所述按键是否导通；

当所述按键导通，则系统控制器实时检测所述第一输入信号端输入的信号，当所述第一输入信号端输入的信号为上升沿信号，所述系统控制器向所述机器人控制器发送暂停运动控制命令，所述机器人控制器控制所述工业机器人停止运动；

当所述按键断开，则系统控制器实时检测第一输入信号端和第二输入信号端的信号状态；当所述工业机器人与所述操作者或保护对象接触时，则所述继电器闭合，所述第二输入信号端输入高电平信号，所述系统控制器基于所述高电平信号向所述机器人控制器发送暂停运动控制命令，所述机器人控制器控制所述工业机器人停止运动。

进一步地，所述工业机器人防碰撞控制系统还包括第一航插和第二航插；

所述第一航插连接在所述直流电源的负极并接地，所述第二航插连接在所述继电器的一端；所述操作者通过第一航插和第二航空插控制按键。

进一步地，所述继电器包括常开触点对和线圈；其中，所述电源端子和所述第二输入信号端分别连接在所述继电器的常开触点对上；所述继电器的线圈连接在所述直流电源的正极；