教导机器人的安全系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种教导机器人的安全系统及方法，预设各运行模式相对应的安全模块及安全功能，建构各运行模式适合的安全系统，模式切换装置切换机器人的运行模式，启用相对应模式预设的安全模块及安全功能，确保在各种运行模式都能维持专有的安全模块及安全功能，以提升安全性。安全性。安全性。

【技术实现步骤摘要】
教导机器人的安全系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种机器人的安全系统及方法，尤其是涉及机器人在切换自动与手拉或非手拉模式下，对于使用者执行教导机器人，进行保护的安全系统及方法。

技术介绍

[0002]随着机器人的技术蓬勃发展，工厂利用机器人，虽可协助作业人员快速进行加工组装制造作业，提高工厂生产效率，但是机器人能否正常的运作，严重影响到作业人员的安全，因此各国订定严格的安全标准规范，以维护机器人的作业安全。
[0003]请参图5，现有技术为了教导机器人1作业，在机器人1的末端设置手拉按钮2，手拉按钮通常设计为按压运行(Hold to Run)，或为软件上的按键，手拉按钮2电性或通讯连接至机器人1控制器3。在示教器4设定机器人1处于教导模式时，当使用者按压手拉按钮2，信号通知控制器3，将机器人1从静止状态切入手拉模式(Hand Guiding)。现有技术的手拉模式有多种方式，例如通过机器人1各肘节5中致动器的编码器、马达电流传感器经计算与补偿，得知对各关节的施力或对末端的手拉施力，控制机器人1顺从手拉移动。利用手拉机器人1至点位记录位置、或手拉记录路径，教导机器人1作业。并于放开手拉按钮2时，使机器人1切出手拉模式回到静止状态。
[0004]前述现有技术机器人1的示教器4，为了符合安全标准规范ISO 10218-1的要求，在教导模式下，装设致能装置(Enable Device)，以保护协作的使用者。致能装置6通常在示教器4，为三段式按钮(3Position Enabling Switch)，其结构设计有三个按压阶段，完全放开、中位、压紧，其中仅中位可致能机器人1进行教导行为，完全放开或压紧时，都将电性或通讯传达至控制器3，安全系统7启动中断教导行为，让机器人1停止运动，并通过「监控静止」(Stand Still Monitoring)监控机器人1在致动器仍有电时不轻举妄动，如监控发现机器人发生运动，安全系统7将切断机器人1致动器的电力，以保护使用者在教导过程中的安全。
[0005]然而，前述现有技术的机器人在教导模式下，需进行手拉，或协同工作，或例如寸动、试跑等非手拉等多种教导作业，而各种教导作业均有不同的安全需求，除此以外更有自动模式下的手拉牵引，以单一功能的安全系统套用至全部教导作业，极易造成使用者的危险。因此，机器人在手拉牵引的安全系统及方法上，仍有问题亟待解决。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的提供一种教导机器人的安全系统，通过模式切换装置切换机器人多种运行模式，配合致能装置，启用相对应各教导模式预设不同的安全模块及安全功能，以方便切换模式。
[0007]本专利技术的另一目的提供一种教导机器人的安全方法，利用预设各运行模式相对应的安全模块及安全功能切换机器人，建构各运行模式专适合的安全系统，以确保使用者的安全。
[0008]本专利技术的再一目的提供一种教导机器人的安全方法，在各种运行模式切换至手拉模式时，都能维持手拉模式专有的安全模块及安全功能，以提升使用者的安全性。
[0009]为了达到前述专利技术的目的，本专利技术教导机器人的安全系统，具有多肘节的机器人，一端为活动的末端，各肘节中设置致动器及位置传感器，连接控制器，控制致动器及位置传感器，移动机器人的末端，致能装置连接至该控制器，安全模块设于该控制器内，与能装置电性或通讯相连，依据致能装置开关状态，发出电性或通讯信号，使该机器人进入安全状态或取消安全状态，安全功能单元，设于该控制器内，与该安全模块电性或通讯相连，监控的该机器人的安全功能超过预设限制时，让安全模块使机器人进入安全状态，模式切换装置与控制器、安全模块及安全功能单元电性或通讯相连，切换机器人的多个运行模式，当模式切换装置切换机器人至各运行模式，使安全模块及安全功能单元启用相对应各运行模式预设的安全模块及安全功能。
[0010]本专利技术的安全模块电性或通讯连接机器人各肘节的位置传感器，接收位置传感器的信号进行监控机器人。安全模块至少包含以下一种安全状态的类型，零类安全状态为断电停机功能，进入安全状态时，直接关断该致动器电力，一类安全状态为进阶断电停机功能，进入安全状态时，对该控制器下达减速命令后，经过固定时间该机器人减速运动达成后，关断该致动器电源，二类安全状态为非断电停机功能，进入安全状态时，对该控制器下达减速命令后，经过固定时间该机器人减速运动达成后，开启静止监控安全功能，持续监控该位置传感器，当监控该机器人产生运动，即关断该致动器电源。本专利技术的安全功能单元启动至少一项以上的下列安全功能：肘节的角度限制、机器人末端的空间位置限制、力量限制或速度限制等。
[0011]本专利技术教导机器人的安全系统的模式切换装置切换的运行模式包含教导模式及自动模式，教导模式又包含手拉模式、手动低速模式及手动高速模式。模式切换装置设于机器人的示教器，或由控制器外接。模式切换装置为多位置旋钮，通过旋钮位置标示模式，或以灯号显示模式。模式切换装置也可为纯软件按键、或硬件按键组合、或软件与硬件组合按键。
[0012]本专利技术教导机器人的安全方法，预设各运行模式相对应的安全模块及安全功能，安全模块及安全功能，启用与否及限制值，依机器人各运行模式的需求预先设定。进行切换模式，检查切换的模式为教导模式，例如手动低速模式或手动高速模式，进入教导模式，启用教导模式预设相对应的安全模块及安全功能，停机机器人进入安全状态，使致能装置致能，检测该致能装置的开状态，解除机器人的安全状态，进行教导机器人作业。检查机器人完成作业，则结束作业，未完成作业则回至切换模式继续作业。
[0013]本专利技术检查切换的模式为自动模式时，启动该自动模式预设相对应的安全功能，监控机器人，进行机器人自动作业。检查切换的模式为手拉模式时，进入手拉模式，至少持续按压致能装置，解除安全状态，并致能手拉功能。本专利技术自手动慢速模式或手动高速模式或自动模式切换至手拉模式时，该机器人自行记录运行程序的断点，并启动该手拉模式预先设定的安全模块及安全功能，手拉教导该机器人作业后，切回各运行模式后，从中断点继续运行程序。
附图说明
[0014]图1为本专利技术教导机器人的安全系统的示意图；
[0015]图2为本专利技术安全系统的控制功能的示意图；
[0016]图3为本专利技术利用模式切换装置切换模式的示意图；
[0017]图4为本专利技术教导机器人的安全方法的流程图；
[0018]图5为现有技术手拉教导机器人的示意图。
[0019]符号说明
[0020]10
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安全系统
[0021]11
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机器人
[0022]12
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控制器
[0023]13
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示教器
[0024]14
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安全模块
[0025]15
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安全功能单元
[0026]16
ꢀꢀꢀꢀꢀ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种教导机器人的安全系统，其特征在于，包含:机器人，具有多肘节，一端为活动的末端，该各肘节中设置致动器及位置传感器；控制器，连接该机器人，控制该致动器及该位置传感器，移动该机器人的末端；致能装置，连接至该控制器；安全模块，设于该控制器内，与该能装置电性或通讯相连，依据该致能装置开关状态，发出电性或通讯信号，关状态使该机器人进入安全状态，开状态取消该机器人安全状态；安全功能单元，设于该控制器内，与该安全模块电性或通讯相连，监控的该机器人的安全功能超过预设限制时，让安全模块使机器人进入安全状态；模式切换装置，与该控制器、该安全模块及该安全功能单元电性或通讯相连，切换该机器人的运行模式；其中，该模式切换装置在机器人的至少一手拉模式，以及自动模式或手动低速模式或手动高速模式的运行模式间进行切换，该安全模块及该安全功能单元启用相对应各运行模式预设的安全模块及安全功能。2.如权利要求1所述的教导机器人的安全系统，其中该手拉模式需按压该致能装置以手拉牵引该机器人。3.如权利要求1所述的教导机器人的安全系统，其中该安全模块电性或通讯连接该机器人各该肘节的该位置传感器，接收该位置传感器的信号进行监控该机器人。4.如权利要求3所述的教导机器人的安全系统，其中该安全模块至少包含以下一种安全状态类型，零类安全状态为断电停机功能，进入安全状态时，直接关断该致动器电力，一类安全状态为进阶断电停机功能，进入安全状态时，对该控制器下达减速命令后，经过固定时间该机器人减速运动达成后，关断该致动器电源，二类安全状态为非断电停机功能，进入安全状态时，对该控制器下达减速命令后，经过固定时间该机器人减速运动达成后，开启静止监控安全功能，持续监控该位置传感器，当监控该机器人产生运动，即关断该致动器电源。5.如权利要求1所述的教导机器人的安全系统，其中该安全功能单元启动至少一项以上的下列安全功能：肘节的角度限制、机器人末端的空间位置限制、力量限制或速度限制。6.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：王培睿，郭耀庭，黄识忠，
申请(专利权)人：达明机器人股份有限公司，
类型：发明
国别省市：