СИСТЕМА БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА

1. Промышленный робот, имеющий систему безопасности, содержащую:
сочленение, соединяющее две секции руки робота и оснащенное шестерней или аналогичным передаточным устройством для передачи усилия или крутящего момента от одной секции руки к другой;
первый датчик положения для определения положения на первичной или вторичной стороне передаточного механизма;
второй датчик положения для определения положения на первичной или вторичной стороне передаточного механизма;
устройство управления для реализации программной модели механической руки робота, которая включает кинематические и динамические вычисления;
средства пользовательского интерфейса, содержащие средства для программирования робота, причем указанные средства пользовательского интерфейса предусмотрены либо вне робота, либо в виде неотъемлемой части робота, либо в виде комбинации указанных вариантов;
средства хранения, взаимодействующие с указанными средствами пользовательского интерфейса и указанным устройством управления, для хранения информации, связанной с движением робота и его дополнительными операциями;
причем устройство управления обрабатывает информацию от двух датчиков для реализации одной или более функций безопасности, например, определения того, превышены ли для сочленения значения заданного диапазона.
2. Промышленный робот по п. 1, в котором устройство управления обрабатывает информацию от двух датчиков для реализации одной или более, например, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 или 19 из следующих функций безопасности:
функция безопасности, ограничивающая положение сочленения, где второй датчик положения непосредственно контролирует угол наклона сочленения робота и определяет, выходит ли его значение за границы заданного диапазона углов, а первый датчик положения вычисляет соответствующее положение на вторичной стороне на основании количества полных оборотов и передаточного отношения;
функция безопасности, ограничивающая скорость движения сочленения, где скорость движения сочленения робота определяют по скорости изменения положения;
функция безопасности, ограничивающая крутящий момент сочленения, где положение и скорость движения сочленения робота в сочетании с распределением массы в руке робота и модель трения применяют для вычисления предполагаемого крутящего момента, развиваемого в сочленении робота;
- функция безопасности, ограничивающая скорость движения рабочего инструмента, где скорость движения рабочего инструмента вычисляют на основании выходного сигнала от датчиков положения;
- функция безопасности, ограничивающая усилие на рабочем инструменте, где предполагаемый крутящий момент, вычисленный с помощью указанной функции безопасности, ограничивающей крутящий момент сочленения, может быть спроецирован в декартову систему координат для получения функции ограничения усилия;
- функция безопасности, контролирующая предельное значение мощности, где механическая работа, вычисленная как произведение крутящего момента на скорость для каждого сочленения, ограничена определенным значением;
- функция безопасности, обеспечивающая экстренную остановку, где при активации аварийной остановки применяют избыточное измерение скорости движения для проверки того, что робот действительно замедляется, в результате чего скорость движения робота интенсивно уменьшается отказобезопасным способом в рамках запрограммированной траектории;
- функция безопасности, обеспечивающая гарантированную остановку, где оценку скорости движения применяют для управления торможением робота, когда активен вход гарантированной остановки;
- функция безопасности, контролирующая предельное значение мощности, где положение и скорость движения сочленений робота в сочетании с моделями кинематики и динамики руки непрерывно контролируют, находится ли значение полной мощности, подведенной к руке робота, в границах определенного предела;
- функция безопасности, устанавливающая состояние цифрового выхода движения робота, где каждый из двух датчиков определяет, движутся ли сочленения робота, и соответственно устанавливает выход;
- функция безопасности, устанавливающая состояние цифрового выхода «робот не останавливается», где каждый из двух датчиков определяет состояние, когда робот не осуществляет интенсивное торможение или остановку;
- функция безопасности, контролирующая зону режима с ограничением, где два датчика применяются для контроля того, находится ли робот в своем рабочем пространстве, и соответственно изменяют параметры безопасности;
- функция безопасности, ограничивающая положение рабочего инструмента, где два датчика применяют в комбинации с программными моделями кинематики роботов для вычисления положения концевого эффектора руки робота и проверки того, что это положение находится в некоторых границах определенных пользователем пределов; и
- функция безопасности, ограничивающая ориентацию рабочего инструмента, где два датчика применяют в комбинации с программными моделями кинематики роботов для вычисления ориентации концевого эффектора руки робота и проверки того, что эта ориентация находится в некоторых границах определенных угловых пределов.
3. Промышленный робот по п. 1 или 2, в котором указанная рука робота выполнена с возможностью удержания рабочего инструмента робота.
4. Промышленный робот по любому из пп. 1–3, в котором первый датчик положения представляет собой устройство кодирования или другой датчик для определения углового или линейного положения.
5. Промышленный робот по любому из пп. 1–4, в котором второй датчик положения представляет собой устройство кодирования или другой датчик для определения углового или линейного положения.
6. Промышленный робот по любому из пп. 1–5, в котором первый датчик положения определяет положение на первичной стороне передаточного механизма.
7. Промышленный робот по любому из пп. 1–6, в котором второй датчик положения определяет положение на вторичной стороне передаточного механизма.
8. Промышленный робот по любому из пп. 1–7, в котором устройство управления обрабатывает информацию от двух датчиков для реализации по меньшей мере следующих функций безопасности:
функция безопасности, ограничивающая положение сочленения;
функция безопасности, ограничивающая скорость движения сочленения; и
функция безопасности, ограничивающая крутящий момент сочленения.
9. Промышленный робот по любому из пп. 1–8, в котором устройство управления обрабатывает информацию от двух датчиков для реализации следующих функций безопасности:
функция безопасности, ограничивающая положение сочленения;
функция безопасности, ограничивающая скорость движения сочленения;
функция безопасности, ограничивающая крутящий момент сочленения;
функция безопасности, ограничивающая положение рабочего инструмента;
функция безопасности, ограничивающая скорость движения рабочего инструмента; и
функция безопасности, ограничивающая усилие на рабочем инструменте.
10. Способ обеспечения безопасности промышленного робота, имеющего сочленение, соединяющее две секции руки робота и оснащенное шестерней или аналогичным передаточным устройством для передачи усилия или крутящего момента от одной секции руки к другой; первый датчик положения для определения положения на первичной или вторичной стороне шестерни; второй датчик положения для определения положения на первичной или вторичной стороне шестерни; устройство управления для реализации программной модели механической руки робота, которая включает кинематические и динамические вычисления; средства пользовательского интерфейса, содержащие средства для программирования робота, причем указанные средства пользовательского интерфейса предусмотрены либо вне робота, либо в виде неотъемлемой части робота, либо в виде комбинации указанных вариантов; и средства хранения, взаимодействующие с указанными средствами пользовательского интерфейса и указанным устройством управления, для хранения информации, связанной с движением робота и его дополнительными операциями;
отличающийся тем, что в способе применяется устройство управления для обработки информации от двух датчиков для реализации одной или более функций безопасности, например, определения того, превышены ли для сочленения значения заданного диапазона.
11. Способ по п. 10, в котором устройство управления обрабатывает информацию от двух датчиков для реализации одной или более, например, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 или 19 из следующих функций безопасности:
функция безопасности, ограничивающая положение сочленения, где второй датчик положения непосредственно контролирует угол наклона сочленения робота и определяет, выходит ли его значение за границы заданного диапазона углов, а первый датчик положения вычисляет соответствующее положение на вторичной стороне на основании количества полных оборотов и передаточного отношения;
функция безопасности, ограничивающая скорость движения сочленения, где скорость движения сочленения робота определяют по скорости изменения положения;
функция безопасности, ограничивающая крутящий момент сочленения, где положение и скорость движения сочленения робота в сочетании с распределением массы в руке робота и модель трения применяют для вычисления предполагаемого крутящего момента, развиваемого в сочленении робота;
функция безопасности, ограничивающая скорость движения рабочего инструмента, где скорость движения рабочего инструмента вычисляют на основании выходного сигнала от датчиков положения;
функция безопасности, ограничивающая усилие на рабочем инструменте, где предполагаемый крутящий момент, вычисленный с помощью указанной функции безопасности, ограничивающей крутящий момент сочленения, может быть спроецирован в декартову систему координат для получения функции ограничения усилия;
функция безопасности, ограничивающая механический момент, где на основании положения и скорости движения сочленений робота можно вычислять и ограничивать механический момент робота и полезную нагрузку в любой заданный момент времени с применением модели распределения массы в руке робота и полезной нагрузки;
функция безопасности, контролирующая предельное значение мощности, где механическая работа, вычисленная как произведение крутящего момента на скорость для каждого сочленения, ограничена определенным значением;
функция безопасности, обеспечивающая экстренную остановку, где при активации аварийной остановки применяют избыточное измерение скорости движения для проверки того, что робот действительно замедляется, в результате чего скорость движения робота интенсивно уменьшается отказобезопасным способом в рамках запрограммированной траектории;
функция безопасности, обеспечивающая гарантированную остановку, где оценку скорости движения применяют для управления торможением робота, когда активен вход гарантированной остановки;
функция безопасности, контролирующая предельное значение мощности, где положение и скорость движения сочленений робота в сочетании с моделями кинематики и динамики руки непрерывно контролируют, находится ли значение полной мощности, подведенной к руке робота, в границах определенного предела;
функция безопасности, устанавливающая состояние цифрового выхода движения робота, где каждый из двух датчиков определяет, движутся ли сочленения робота, и соответственно устанавливает выход;
функция безопасности, устанавливающая состояние цифрового выхода «робот не останавливается», где каждый из двух датчиков определяет состояние, когда робот не осуществляет интенсивное торможение или остановку;
функция безопасности, контролирующая зону режима с ограничением, где два датчика применяются для контроля того, находится ли робот в своем рабочем пространстве, и соответственно изменяют параметры безопасности;
функция безопасности, ограничивающая положение рабочего инструмента, где два датчика применяют в комбинации с программными моделями кинематики роботов для вычисления положения концевого эффектора руки робота и проверки того, что это положение находится в некоторых границах определенных пользователем пределов; и
функция безопасности, ограничивающая ориентацию рабочего инструмента, где два датчика применяют в комбинации с программными моделями кинематики роботов для вычисления ориентации концевого эффектора руки робота и проверки того, что эта ориентация находится в некоторых границах определенных угловых пределов.
12. Способ по п. 10 или 11, в котором указанная рука робота выполнена с возможностью удержания рабочего инструмента робота.
13. Способ по любому из пп. 10–12, в котором первый датчик положения определяет угловое или линейное положение.
14. Способ по любому из пп. 10–13, в котором второй датчик положения определяет угловое или линейное положение.
15. Способ по любому из пп. 10–14, в котором первый датчик положения определяет положение на первичной стороне шестерни.
16. Способ по любому из пп. 10–15, в котором второй датчик положения определяет положение на вторичной стороне шестерни.
17. Способ по любому из пп. 10–16, в котором устройство управления применяет информацию от двух датчиков для реализации по меньшей мере следующих функций безопасности:
функция безопасности, ограничивающая положение сочленения;
функция безопасности, ограничивающая скорость движения сочленения; и
функция безопасности, ограничивающая крутящий момент сочленения.
18. Способ по любому из пп. 10–17, в котором устройство управления применяет информацию от двух датчиков для реализации следующих функций безопасности:
функция безопасности, ограничивающая положение сочленения;
функция безопасности, ограничивающая скорость движения сочленения;
функция безопасности, ограничивающая крутящий момент сочленения;
функция безопасности, ограничивающая положение рабочего инструмента;
функция безопасности, ограничивающая скорость движения рабочего инструмента; и
функция безопасности, ограничивающая усилие на рабочем инструменте.