專利名稱：緊急停止設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及緊急停止在機(jī)器人系統(tǒng)、由數(shù)字控制器控制的機(jī)床等中提供的伺服馬達(dá)的設(shè)備。
背景技術(shù)：
在機(jī)器人系統(tǒng)或由數(shù)字控制器控制的機(jī)床中廣泛使用包括CPU(中央處理單元)的緊急停止設(shè)備。與其相關(guān)，考慮到緊急停止電路的可能故障，公知技術(shù)有二元化(dualize)緊急停止電路。圖1顯示了包括二元化的緊急停止電路的傳統(tǒng)設(shè)備的典型示例。如該圖所示，該設(shè)備包括兩個(gè)CPU#1和#2，其由獨(dú)立的緊急停止電路連接于緊急停止開關(guān)。
當(dāng)按壓常規(guī)閉合的緊急停止開關(guān)，緊急停止信號(表示接觸為斷開)經(jīng)由CPU#1和#2各自的輸入電路(這里參考為“緊急停止輸入電路”)提供到CPU#1和#2。CPU#1和#2一直監(jiān)測緊急停止信號(在每一處理循環(huán)檢查是否提供了緊急停止信號)。當(dāng)提供了緊急停止信號時(shí)，CPU#1和#2斷開與伺服放大器電源線串聯(lián)的開關(guān)SW#1和SW#2，以切斷到伺服放大器的電源供給，從而伺服馬達(dá)(通常為多個(gè)伺服馬達(dá))緊急停止下來。
這里，配置為當(dāng)構(gòu)成二元化緊急停止電路的兩部件之一發(fā)生故障以致緊急停止信號提供到CPU#1(或CPU#2)而不提供到CPU#2(或CPU#1)時(shí)，可以通過兩CPU#1，#2比較數(shù)據(jù)檢測緊急停止電路的故障。同樣在該情況中，由于SW#1和SW#2串聯(lián)于電源線，所以執(zhí)行了緊急停止。如果二元化緊急停止電路的另一部件之后也發(fā)生故障，當(dāng)通知出現(xiàn)故障時(shí)，通常采取例如禁止重啟的步驟以避免可能產(chǎn)生的較大危險(xiǎn)。
由于在緊急停止電路等中使用的開關(guān)和對其進(jìn)行開關(guān)的繼電器需要高可靠性，所以使用具有強(qiáng)制切換機(jī)制的開關(guān)和具有故障檢測功能的的安全繼電器。然而，由于提供緊急停止信號到CPU所經(jīng)由的輸入電路使用半導(dǎo)體設(shè)備、且其安全性不能得到保障，所以這不足以提高開關(guān)和繼電器的可靠性。
即使用于兩個(gè)CPU之一的輸入電路發(fā)生故障，當(dāng)緊急停止信號提供到另一CPU時(shí)，通過兩CPU的數(shù)據(jù)比較識別出輸入電路處于閉合狀態(tài)(不操作)，且因此檢測到故障。然而，在控制器需要長時(shí)間持續(xù)操作的情況下，緊急停止輸入的提供很少，而且不能長時(shí)間執(zhí)行故障檢測。在類似的控制器的情況下，即使該控制器二元化，也存在在檢測到故障之前兩個(gè)輸入電路連續(xù)發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)然，通?？梢酝Ｖ箍刂破髑覚z測輸入電路。然而，每次執(zhí)行檢測的時(shí)候停止控制器不是很理想，因?yàn)檫@樣降低了工作效率。不存在有揭示了簡單解決上述問題的技術(shù)的公開文獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種不需停止對機(jī)器人系統(tǒng)和機(jī)床等中提供的伺服馬達(dá)的電源、而可以迅速檢測緊急停止信號電路的故障以提高可靠性的緊急停止設(shè)備。
本發(fā)明的設(shè)備通過切斷到伺服馬達(dá)的電源緊急停止伺服馬達(dá)，其使用一個(gè)或多個(gè)用于生成和發(fā)送緊急停止信號的信號系統(tǒng)。該設(shè)備包括在每一信號系統(tǒng)中提供的緊急停止開關(guān)和第一、第二緊急停止信號電路，所述緊急停止開關(guān)分別具有包括在所述第一和第二緊急停止信號電路中的兩接點(diǎn)，以同時(shí)手動(dòng)斷開和閉合；處理器，用于執(zhí)行所述第一和第二緊急停止信號電路的斷開/閉合狀態(tài)的監(jiān)測，以在所述第一和第二緊急停止信號電路的至少一個(gè)表現(xiàn)為斷開狀態(tài)時(shí)，發(fā)出切斷指令以切斷到伺服馬達(dá)的電源；以及分別提供在所述第一和第二緊急停止信號電路中的第一和第二開關(guān)裝置，用于依照來自所述處理器的指令，斷開/閉合信號系統(tǒng)中使用的第一和第二公用線，該第一和第二公用線用于與信號電路的電源連接，其中，當(dāng)所述第一和第二緊急停止信號電路處于閉合且因而對伺服馬達(dá)提供了電源時(shí)，所述處理器通過將斷開指令發(fā)給所述第一開關(guān)裝置而執(zhí)行第一緊急停止信號電路的檢查，從而確定所述第一緊急停止信號電路表示沒有發(fā)出切斷指令的斷開狀態(tài)，且在確定之后將閉合指令發(fā)給所述第一開關(guān)裝置，同時(shí)持續(xù)第二緊急停止信號電路的斷開/閉合狀態(tài)的監(jiān)測，且在所述第一和第二緊急停止信號電路處于閉合且因而對伺服馬達(dá)提供了電源時(shí)，所述處理器通過將斷開指令發(fā)給所述第二開關(guān)裝置而執(zhí)行第二緊急停止信號電路的檢查，從而確定所述第二緊急停止信號電路表示沒有發(fā)出切斷指令的斷開狀態(tài)，且在確定之后將閉合指令發(fā)給所述第二開關(guān)裝置，同時(shí)持續(xù)第一緊急停止信號電路的斷開/閉合狀態(tài)的監(jiān)測，交替且周期性地執(zhí)行所述第一和第二緊急停止信號電路的檢查。
可以在提供電源到伺服馬達(dá)的電源線中串聯(lián)提供第一和第二開關(guān)，該第一和第二開關(guān)分別相應(yīng)于所述第一和第二緊急停止信號電路，且在監(jiān)測所述第一和第二緊急停止信號電路的斷開/閉合狀態(tài)中，所述處理器可以發(fā)出切斷指令以斷開與處于斷開狀態(tài)的緊急停止信號電路相應(yīng)的開關(guān)。
當(dāng)在檢查所述第一和第二緊急停止信號電路中沒有確定檢查中的緊急停止信號電路處于斷開狀態(tài)時(shí)，所述處理器可以發(fā)出切斷指令以緊急停止伺服馬達(dá)。
當(dāng)在檢查所述第一和第二緊急停止信號電路中沒有確定檢查中的緊急停止信號電路處于斷開狀態(tài)時(shí)，所述處理器可以發(fā)出警報(bào)。
可以分別提供第一和第二處理器以與所述第一和第二緊急停止信號電路相關(guān)，該第一和第二處理器分別用于執(zhí)行第一和第二緊急停止信號電路的檢查和斷開/閉合狀態(tài)的監(jiān)測。
可以在提供電源到伺服馬達(dá)的電源線中串聯(lián)提供第一和第二開關(guān)，該第一和第二開關(guān)分別相應(yīng)于所述第一和第二緊急停止信號電路，且在監(jiān)測所述第一和第二緊急停止信號電路的斷開/閉合狀態(tài)中，所述第一和第二處理器可以發(fā)出切斷指令以斷開與處于斷開狀態(tài)的緊急停止信號電路相應(yīng)的開關(guān)。
當(dāng)在檢查所述第一和第二緊急停止信號電路中沒有確定檢查中的緊急停止信號電路處于斷開狀態(tài)時(shí)，所述第一和第二處理器可以發(fā)出切斷指令以緊急停止伺服馬達(dá)。
當(dāng)在檢查所述第一和第二緊急停止信號電路中沒有確定檢查中的緊急停止信號電路處于斷開狀態(tài)時(shí)，所述第一和第二處理器可以發(fā)出警報(bào)。
如上所述，依照本發(fā)明，對于提供緊急停止信號所經(jīng)由的輸入電路，新提供了將輸入電路帶入斷開狀態(tài)(off-state)的開關(guān)裝置。通過CPU控制開關(guān)裝置，可以在任何時(shí)間執(zhí)行緊急停止輸入電路的檢查。在具有多個(gè)緊急停止信號系統(tǒng)的設(shè)備中，通過在屬于不同緊急停止信號系統(tǒng)的輸入電路所共享的公用線中提供開關(guān)裝置，可以馬上檢查所有輸入電路。通過對構(gòu)成二元化的緊急停止電路的兩部件提供的兩開關(guān)裝置分別進(jìn)行斷開和閉合(一次一個(gè))，可以單獨(dú)的的檢查二元化緊急停止電路的兩部件(一次一個(gè))。
關(guān)于未處于檢查中的輸入電路，緊急停止輸入為有效。然而，即使在檢查過程中進(jìn)來一緊急停止信號，緊急停止功能為有效。
從本發(fā)明，可以期望傳統(tǒng)技術(shù)不能獲得的下述有益效果。
(1)可以不停止驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)而執(zhí)行緊急停止信號電路的檢查。
(2)通過周期性監(jiān)測，可以防止留下來的未檢測的故障，且肯定可以檢測到緊急停止電路的故障。
(3)可以同時(shí)檢查多個(gè)信號系統(tǒng)中的緊急停止信號。


圖1是顯示了具有二元化緊急停止電路的傳統(tǒng)設(shè)備的典型示例的示意圖，該二元化緊急停止電路包括CPU；圖2是顯示了用于采用本發(fā)明的實(shí)施例中的緊急停止電路的設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)示例的示圖；圖3顯示了圖2所示的緊急停止電路中檢查輸入電路的處理的流程圖；以及圖4是顯示依照圖3中的處理的開關(guān)裝置的斷開/閉合狀態(tài)和相應(yīng)于輸入電路的檢查的緊急停止輸入的有效/無效狀態(tài)的改變的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
圖2顯示了用于采用本發(fā)明的實(shí)施例中的二元化緊急停止電路的設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)示例的示圖。在該設(shè)備的示例中，產(chǎn)生和發(fā)送緊急停止信號的信號系統(tǒng)的數(shù)目是兩個(gè)，其只是一個(gè)示例，信號系統(tǒng)的數(shù)目可以是1個(gè)或多于兩個(gè)。作為緊急停止信號進(jìn)來所經(jīng)由的輸入電路，通過示例顯示了采用光耦合器的輸入電路。
如圖2所示，緊急停止開關(guān)部包括通常閉合的緊急停止開關(guān)#1和#2。緊急停止開關(guān)的數(shù)目相應(yīng)于信號系統(tǒng)的數(shù)目(在本示例中為2)。相應(yīng)于二元化，緊急停止開關(guān)#1和#2的每一個(gè)都具有同相開和關(guān)的兩個(gè)接點(diǎn)(C11，C12和C21，C22)，對于兩個(gè)接點(diǎn)一對一地連接了兩個(gè)緊急停止輸入電路(也簡化地參考作為“輸入電路”)。
在此，該示例總共具有4個(gè)緊急停止輸入電路。輸入電路#1-1和#1-2屬于第一部件，輸入電路#2-1和#2-2屬于第二部件。關(guān)于二元化，輸入電路#1-1(或#1-2)和輸入電路#2-1(或#2-2)形成了二元性。
關(guān)于連接，緊急停止開關(guān)#1的一個(gè)接點(diǎn)C11在閉合時(shí)，使用光耦合器將電源(24V)連接于輸入電路#1-1的陽極。連接于輸入電路#1-1的陰極的地線可以經(jīng)由開關(guān)裝置#1接地和從接地?cái)嚅_。開關(guān)裝置#1由CPU#1控制。開關(guān)裝置#1在閉合時(shí)將輸入電路#1-1的地線接地，且在斷開時(shí)從接地?cái)嚅_連接。
開關(guān)裝置#1同樣對于輸入電路#1-2也執(zhí)行相同的接地/斷開功能，該輸入電路#1-2屬于構(gòu)成二元化緊急停止電路的兩部件的相同一個(gè)(上述的第一部件)。特別的，開關(guān)裝置#1在閉合時(shí)將輸入電路#1-2的地線接地，且在斷開時(shí)從接地?cái)嚅_。
緊急停止開關(guān)#1的另一接點(diǎn)C12與接點(diǎn)C11的斷開和閉合同相。接點(diǎn)C12在閉合時(shí)使用光耦合器將輸入電路#2-1的地線接地，且在斷開時(shí)從接地?cái)嚅_。
緊急停止開關(guān)#2的一接點(diǎn)C21在閉合時(shí)，使用光耦合器將緊急停止信號電源(24V)連接于輸入電路#1-2的陽極。如上所述，連接于輸入電路#1-2的陰極的地線如同開關(guān)裝置#1閉合和斷開時(shí)一樣接地和從接地?cái)嚅_。
緊急停止開關(guān)#2的另一接點(diǎn)C22與接點(diǎn)C21的斷開和閉合同相。接點(diǎn)C22在閉合時(shí)使用光耦合器將連接于輸入電路#2-2的陰極的地線接地，且在斷開時(shí)從接地?cái)嚅_。每一使用光耦合器的輸入電路#2-1和#2-2(都屬于構(gòu)成二元化緊急停止電路的兩部件中的相同一個(gè)，即上述的第二部件)的各個(gè)陽極可以通過開關(guān)裝置#2連接于緊急停止電源(24V)和從其斷開。開關(guān)裝置#2是由CPU#2控制的。開關(guān)裝置#2在閉合時(shí)將輸入電路#2-1和#2-2連接于電源(24V)，且在斷開時(shí)從電源斷開。
輸入電路#1-1和#1-2的輸出提供到CPU#1，且輸入電路#2-1和#2-2的輸出提供到CPU#2。盡管每一輸入電路表示為光耦合器(包括LED和光電探測器)，但是其實(shí)際被形成為包括CPU中的接口電路和用于LED/光電探測器的外圍電路，公知地在其中使用了各種半導(dǎo)體設(shè)備等。如上所述，這些半導(dǎo)體設(shè)備等可能發(fā)生故障。然而，當(dāng)該設(shè)備保持操作時(shí)，通過如后所述的檢查可以迅速的發(fā)現(xiàn)這樣的故障。
輸出電路#1，#2分別連接于CPU#1，#2。相應(yīng)于二元化，輸出電路#1，#2將控制信號提供到串聯(lián)于主電源線的兩開關(guān)SW10，SW20，主電源線是到伺服放大器的電源線。如果CPU#1，#2中的至少一個(gè)提供緊急停止指令，則相應(yīng)的輸出電路#1和/或#2斷開相應(yīng)的開關(guān)SW10和/或SW20以切斷到伺服放大器的電源，從而緊急停止伺服馬達(dá)(通常為多個(gè)伺服馬達(dá))M。
因而，在該實(shí)施例中，作為將輸入電路中的光耦合器帶入緊急中的閉合狀態(tài)，在連接光耦合器合電源的公用線中提供接點(diǎn)。通過斷開合閉合接點(diǎn)或半導(dǎo)體的開關(guān)裝置，屬于二元化的緊急停止電路的兩個(gè)部件的光耦合器在相同時(shí)間被帶入閉合狀態(tài)。圖3顯示了使用二元化緊急停止電路的檢查處理。而且，圖4顯示了在檢查處理中的開關(guān)裝置#1和#2的斷開/閉合狀態(tài)(斷開狀態(tài)和導(dǎo)通狀態(tài))和緊急停止輸入#1和#2的有效/無效狀態(tài)的改變。
假定以移除了所有緊急停止地操作該設(shè)備。預(yù)先在系統(tǒng)的合適存儲器(未顯示在圖中，例如，機(jī)器人控制設(shè)備中的存儲器，機(jī)床的數(shù)字控制器中的存儲器)中存儲用于執(zhí)行處理的程序、參數(shù)等。
這是設(shè)備處于常規(guī)操作的階段(參考標(biāo)記a)。輸入電路#1-1、#1-2、#2-1和#2-2都為有效。自然的，通常閉合的緊急停止開關(guān)#1和#2都閉合。該階段相應(yīng)于圖4的時(shí)序圖中參考標(biāo)記a所表示的周期，其中依照來自CPU#1和#2的指令將開關(guān)裝置#1和#2置于閉合狀態(tài)(由高電平表示)。在該情況中，電壓24V提供給輸入電路#1-1、#1-2、#2-1和#2-2的各個(gè)陽極，且各個(gè)陰極接地。因此，輸入電路#1-1、#1-2、#2-1和#2-2中的光耦合器的LED為導(dǎo)通，且通過相應(yīng)的光電探測器檢測到處于導(dǎo)通狀態(tài)的光耦合器。
CPU#1一直監(jiān)測經(jīng)由輸入電路#1-1和#1-2進(jìn)入的信號(在很短的指定周期的每一處理循環(huán)中進(jìn)行檢查)，且因而監(jiān)測開關(guān)#1的接點(diǎn)C11和開關(guān)#2的接點(diǎn)C21的每一個(gè)是否斷開和閉合。換句話說，CPU#1監(jiān)測與開關(guān)#1的接點(diǎn)C11相關(guān)的斷開/閉合狀態(tài)輸出，和與開關(guān)#2的接點(diǎn)C21相關(guān)的斷開/閉合狀態(tài)輸出。
在該狀態(tài)中(由圖4中的參考標(biāo)記a表示)，除非緊急停止開關(guān)#1和#2的至少一個(gè)為斷開(通常在緊急狀態(tài)中由操作者執(zhí)行)，否則CPU#1識別出接點(diǎn)C11和C21都閉合，且不提供緊急停止指令到輸出電路#1。
同樣，CPU#2一直監(jiān)測經(jīng)由輸入電路#2-1和#2-2進(jìn)來的信號(在很短的指定周期的每一處理循環(huán)中進(jìn)行檢查)，且因而監(jiān)測開關(guān)#1的接點(diǎn)C12和開關(guān)#2的接點(diǎn)C22的每一個(gè)是否斷開和閉合。換句話說，CPU#2監(jiān)測與開關(guān)#1的接點(diǎn)C12相關(guān)的斷開/閉合狀態(tài)輸出，和與開關(guān)#2的接點(diǎn)C22相關(guān)的斷開/閉合狀態(tài)輸出。
在該狀態(tài)中(由圖4中的參考標(biāo)記a表示)，除非緊急停止開關(guān)#1和#2的至少一個(gè)為斷開(通常在緊急狀態(tài)中由操作者執(zhí)行)，否則CPU#2識別出接點(diǎn)C12和C22都閉合，且不提供緊急停止指令到輸出電路#2。
因此，在該狀態(tài)中(由圖4中的參考標(biāo)記a表示)，除非緊急停止開關(guān)#1和#2的至少一個(gè)為斷開，否則開關(guān)SW1和SW20保持閉合，且該設(shè)備不緊急停止。
然而，如果緊急停止開關(guān)#1和#2的至少一個(gè)為斷開，從而接點(diǎn)C11，C12，C21和C22的至少一個(gè)為斷開，則至少一個(gè)輸入電路中的LED如下述一樣熄滅(除非發(fā)生故障)，且該設(shè)備緊急停止。
C11為斷開->輸入電路#1-1中的LED熄滅->開關(guān)SW10為斷開C12為斷開->輸入電路#2-1中的LED熄滅->開關(guān)SW20為斷開C21為斷開->輸入電路#1-2中的LED熄滅->開關(guān)SW10為斷開C22為斷開->輸入電路#2-2中的LED熄滅->開關(guān)SW20為斷開。
因而，步驟S1是設(shè)備保持操作的、對兩個(gè)信號系統(tǒng)以二元化緊急停止電路準(zhǔn)備緊急停止的狀態(tài)中的階段。在該階段中，不執(zhí)行輸入電路的檢查。該設(shè)備在預(yù)定的特定時(shí)間(例如，5分鐘)之后從步驟S1進(jìn)入步驟S2。
在步驟S2中，檢查輸入電路#1-1和#1-2(參考標(biāo)記b)。該階段相應(yīng)于圖4的時(shí)序圖中參考標(biāo)記b所表示的周期，在該周期中，依照來自CPU#1的斷開指令，開關(guān)裝置#1置于斷開狀態(tài)(低電平表示)。同時(shí)，依照來自CPU#2的閉合指令，開關(guān)裝置#2置于閉合狀態(tài)。在該狀態(tài)中，輸入電路#1-1和#1-2正在接受檢查，且使得緊急停止輸入#1無效。輸入電路#2-1和#2-2處于與步驟S1中一樣的狀態(tài)，且保持緊急停止輸入#2有效。
因而，如果緊急停止開關(guān)#1和#2中的至少一個(gè)為斷開，從而接點(diǎn)C12和C22中的至少一個(gè)為斷開，則輸入電路#2-1和#2-2中的至少一個(gè)的LED熄滅(除非發(fā)生故障)，且該設(shè)備緊急停止。
關(guān)于輸入電路#1-1和#1-2，除非它們發(fā)生故障，它們各自的LED在開關(guān)裝置#1斷開之后馬上熄滅，與緊急停止開關(guān)#1和#2的斷開或閉合無關(guān)。CPU#1識別出LED的狀態(tài)的改變，且由此，識別出輸入電路#1-1和#1-2未發(fā)生故障(即，當(dāng)這些LED的電源切斷之后，表示相應(yīng)的光耦合器為斷開的信號提供到CPU#1)。以該方式，CPU#1檢查出與連接到輸入電路#1-1和#1-2的接點(diǎn)C11和C21相關(guān)的斷開/閉合狀態(tài)輸出表示斷開狀態(tài)。
當(dāng)CPU#1識別出上述信號(每一都表示相應(yīng)的光耦合器為斷開)時(shí)，CPU#1不提供緊急停止指令到輸出電路#1。當(dāng)CPU#1沒有識別出時(shí)，CPU#1確定相應(yīng)的輸入電路發(fā)生故障，且緊急停止該設(shè)備。更特定的，當(dāng)CPU沒有識別出關(guān)于輸入電路#1-1和#1-2中的至少一個(gè)的上述信號時(shí)，CPU#1將緊急停止指令提供到輸出電路#1以斷開開關(guān)SW10，且生成警報(bào)輸出以使蜂鳴器和警報(bào)顯示設(shè)備(例如，裝于機(jī)器人控制設(shè)備的顯示器或機(jī)床的數(shù)字控制器的顯示器)以公知方式操作，從而給出用于識別發(fā)生故障的輸入電路的信息等。
當(dāng)CPU#1沒有提供緊急停止指令，且CPU#2獲得了接點(diǎn)C12和C22都閉合的監(jiān)測結(jié)果(輸入電路#2-1和#2-2中的光耦合器為導(dǎo)通)時(shí)，該設(shè)備進(jìn)入步驟S3。如果CPU#2獲得了接點(diǎn)C12和C22中的至少一個(gè)為斷開的監(jiān)測結(jié)果，則該設(shè)備自動(dòng)的緊急停止。
如同步驟S1，步驟S3是該設(shè)備處于常規(guī)操作的階段(參考標(biāo)記c)。輸入電路#1-1，#1-2，#2-1和#2-2都為有效。如同關(guān)于步驟S1的描述，依照來自CPU#1和#2的指令將開關(guān)裝置#1和#2處于閉合狀態(tài)(由高電平表示)，輸入電路#1-1，#1-2，#2-1和#2-2中的光耦合器的LED為導(dǎo)通，且由相應(yīng)的光電探測器監(jiān)測處于導(dǎo)通狀態(tài)的光耦合器。
CPU#1和#2一直監(jiān)測經(jīng)由輸入電路#1-1和#1-2，或經(jīng)由輸入電路#2-1和#2-2進(jìn)來的信號(在很短的特定周期的每一處理循環(huán)中進(jìn)行檢查)，且因此監(jiān)測接點(diǎn)C11，C12，C21和C22的每一個(gè)是否為斷開或閉合。
由于上述相同的原因，在此狀態(tài)中(由圖4中的參考標(biāo)記c表示)，除非緊急停止開關(guān)#1和#2中的至少一個(gè)為斷開(通常在緊急狀態(tài)中由操作者進(jìn)行)，否則CPU#1和#2都不提供緊急停止指令，且系統(tǒng)持續(xù)操作。如果緊急停止開關(guān)#1和#2中的至少一個(gè)為斷開，從而接點(diǎn)C11，C12，C21和C22的至少一個(gè)為斷開，則至少一輸入電路中的LED熄滅(除非發(fā)生故障)，且該設(shè)備緊急停止。
該設(shè)備在預(yù)定的特定時(shí)間(例如，5分鐘)后，從步驟S3進(jìn)入步驟S4。
在步驟S4中，檢查輸入電路#2-1和#2-2(參考標(biāo)記d)。該階段相應(yīng)于圖4的時(shí)序圖中參考標(biāo)記d表示的周期，該周期中，依照來自CPU#2的斷開指令，開關(guān)裝置#2被置于斷開狀態(tài)(低電平表示)。同時(shí)，依照來自CPU#1的斷開指令，開關(guān)裝置#1被置于閉合狀態(tài)。在該狀態(tài)中，輸入電路#2-1和#2-2正在接受檢查，且使得緊急停止輸入#2無效。輸入電路#1-1和#1-2處于與步驟S1或步驟S3中一樣的狀態(tài)，且保持緊急停止輸入#1有效。
因而，如果緊急停止開關(guān)#1和#2中的至少一個(gè)為斷開，從而接點(diǎn)C12和C22中的至少一個(gè)為斷開，則輸入電路#1-1和#1-2中的至少一個(gè)的LED熄滅(除非發(fā)生故障)，且該設(shè)備緊急停止。
關(guān)于輸入電路#2-1和#2-2，除非它們發(fā)生故障，它們各自的LED在開關(guān)裝置#2斷開之后馬上熄滅，與緊急停止開關(guān)#1和#2的斷開或閉合無關(guān)。CPU#2識別出LED的狀態(tài)的改變，且由此，識別出輸入電路#2-1和#2-2未發(fā)生故障(即，當(dāng)這些LED的電源切斷之后，表示相應(yīng)的光耦合器為斷開的信號提供到CPU#2)。以該方式，CPU#2檢查出與連接到輸入電路#2-1和#2-2的接點(diǎn)C12和C22相關(guān)的斷開/閉合狀態(tài)輸出表示斷開狀態(tài)。
當(dāng)CPU#2識別出上述信號(每一個(gè)都表示相應(yīng)的光耦合器為斷開)時(shí)，CPU#2不提供緊急停止指令到輸出電路#2。當(dāng)CPU#2沒有識別出時(shí)，CPU#2確定相應(yīng)的輸入電路發(fā)生故障，且緊急停止該設(shè)備。更特定的，當(dāng)CPU#2沒有識別出關(guān)于輸入電路#2-1和#2-2中的至少一個(gè)的上述信號時(shí)，CPU#2將緊急停止指令提供到輸出電路#2以斷開開關(guān)SW20，且生成警報(bào)輸出以使蜂鳴器和警報(bào)顯示設(shè)備(例如，裝于機(jī)器人控制設(shè)備的顯示器或機(jī)床的數(shù)字控制器的顯示器)以公知方式操作，從而給出用于識別發(fā)生故障的輸入電路的信息等。
當(dāng)CPU#2沒有提供緊急停止指令，且CPU#1獲得了接點(diǎn)C11和C21都閉合的監(jiān)測結(jié)果(輸入電路#1-1和#1-2中的光耦合器為導(dǎo)通)時(shí)，該設(shè)備進(jìn)入步驟S1。如果CPU#1獲得了接點(diǎn)C11和C21中的至少一個(gè)為斷開的監(jiān)測結(jié)果，則該設(shè)備自動(dòng)的緊急停止。
通過重復(fù)系列步驟S1->步驟S2->步驟S3->步驟S4->步驟S1->步驟S2…，在沒有停止設(shè)備，保持二元化的優(yōu)勢的情況下，可以執(zhí)行輸入電路的檢查；且如果輸入電路之一發(fā)生故障，則當(dāng)在故障發(fā)生后首先執(zhí)行步驟S2或步驟S4時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，從而可以馬上采取合適的測量以保證安全。盡管在上述的示例中，交替的執(zhí)行輸入電路#1-1和#1-2的檢查(步驟S2)和輸入電路#2-1和#2-2的檢查(步驟S4)，但是也不必交替執(zhí)行檢查。只需要獨(dú)立執(zhí)行(一次執(zhí)行一個(gè))。而且，如圖4所示，使得緊急停止輸入之一無效時(shí)，使得另一緊急停止輸入有效。因此，依照本發(fā)明的檢查并不會妨礙緊急停止輸入的檢測。
為了防止屬于構(gòu)成二元化停止電路的兩部件的緊急停止信號電路同時(shí)發(fā)生故障，理想的是，它們形成為獨(dú)立的組件。特定的，在圖2所示的示例中，理想的是輸入電路#1-1和#2-1形成為獨(dú)立組件，且輸入電路#1-2和#2-2形成為獨(dú)立組件。
此外，為了不留下未檢測的故障，而一定檢測出故障，理想的是，以一間隔執(zhí)行輸入電路的檢查，該間隔充分小于輸入電路的一組件發(fā)生故障的時(shí)間和輸入電路的另一組件發(fā)生故障的時(shí)間之間的時(shí)間周期。
權(quán)利要求
1.一種用于通過切斷到伺服馬達(dá)的電源緊急停止伺服馬達(dá)的設(shè)備，其使用一個(gè)或多個(gè)用于生成和發(fā)送緊急停止信號的信號系統(tǒng)，該設(shè)備包括在每一信號系統(tǒng)中提供的緊急停止開關(guān)和第一、第二緊急停止信號電路，所述緊急停止開關(guān)分別具有包括在所述第一和第二緊急停止信號電路中的兩接點(diǎn)，以同時(shí)手動(dòng)斷開和閉合；處理器，用于執(zhí)行所述第一和第二緊急停止信號電路的斷開/閉合狀態(tài)的監(jiān)測，以在所述第一和第二緊急停止信號電路的至少一個(gè)表現(xiàn)為斷開狀態(tài)時(shí)，發(fā)出切斷指令以切斷到伺服馬達(dá)的電源；以及分別提供在所述第一和第二緊急停止信號電路中的第一和第二開關(guān)裝置，用于依照來自所述處理器的指令，斷開/閉合信號系統(tǒng)中使用的第一和第二公用線，該第一和第二公用線用于與信號電路的電源連接，其中，當(dāng)所述第一和第二緊急停止信號電路處于閉合且因而對伺服馬達(dá)提供了電源時(shí)，所述處理器通過將斷開指令發(fā)給所述第一開關(guān)裝置而執(zhí)行第一緊急停止信號電路的檢查，從而確定所述第一緊急停止信號電路表示沒有發(fā)出切斷指令的斷開狀態(tài)，且在確定之后將閉合指令發(fā)給所述第一開關(guān)裝置，同時(shí)持續(xù)第二緊急停止信號電路的斷開/閉合狀態(tài)的監(jiān)測，且在所述第一和第二緊急停止信號電路處于閉合且因而對伺服馬達(dá)提供了電源時(shí)，所述處理器通過將斷開指令發(fā)給所述第二開關(guān)裝置而執(zhí)行第二緊急停止信號電路的檢查，從而確定所述第二緊急停止信號電路表示沒有發(fā)出切斷指令的斷開狀態(tài)，且在確定之后將閉合指令發(fā)給所述第二開關(guān)裝置，同時(shí)持續(xù)第一緊急停止信號電路的斷開/閉合狀態(tài)的監(jiān)測，交替且周期性地執(zhí)行所述第一和第二緊急停止信號電路的檢查。
2.如權(quán)利要求1所述的用于緊急停止伺服馬達(dá)的設(shè)備，其中，在提供電源到伺服馬達(dá)的電源線中串聯(lián)提供第一和第二開關(guān)，該第一和第二開關(guān)分別相應(yīng)于所述第一和第二緊急停止信號電路，且在監(jiān)測所述第一和第二緊急停止信號電路的斷開/閉合狀態(tài)中，所述處理器發(fā)出切斷指令以斷開與處于斷開狀態(tài)的緊急停止信號電路相應(yīng)的開關(guān)。
3.如權(quán)利要求1所述的用于緊急停止伺服馬達(dá)的設(shè)備，其中，當(dāng)在檢查所述第一和第二緊急停止信號電路中沒有確定檢查中的緊急停止信號電路處于斷開狀態(tài)時(shí)，所述處理器發(fā)出切斷指令以緊急停止伺服馬達(dá)。
4.如權(quán)利要求1所述的用于緊急停止伺服馬達(dá)的設(shè)備，其中，當(dāng)在檢查所述第一和第二緊急停止信號電路中沒有確定檢查中的緊急停止信號電路處于斷開狀態(tài)時(shí)，所述處理器發(fā)出警報(bào)。
5.如權(quán)利要求1所述的用于緊急停止伺服馬達(dá)的設(shè)備，其中，分別提供第一和第二處理器以與所述第一和第二緊急停止信號電路相關(guān)，該第一和第二處理器分別用于執(zhí)行第一和第二緊急停止信號電路的檢查和斷開/閉合狀態(tài)的監(jiān)測。
6.如權(quán)利要求5所述的用于緊急停止伺服馬達(dá)的設(shè)備，其中，在提供電源到伺服馬達(dá)的電源線中串聯(lián)提供第一和第二開關(guān)，該第一和第二開關(guān)分別相應(yīng)于所述第一和第二緊急停止信號電路，且在監(jiān)測所述第一和第二緊急停止信號電路的斷開/閉合狀態(tài)中，所述第一和第二處理器發(fā)出切斷指令以斷開與處于斷開狀態(tài)的緊急停止信號電路相應(yīng)的開關(guān)。
7.如權(quán)利要求5所述的用于緊急停止伺服馬達(dá)的設(shè)備，其中，當(dāng)在檢查所述第一和第二緊急停止信號電路中沒有確定檢查中的緊急停止信號電路處于斷開狀態(tài)時(shí)，所述第一和第二處理器發(fā)出切斷指令以緊急停止伺服馬達(dá)。
8.如權(quán)利要求5所述的用于緊急停止伺服馬達(dá)的設(shè)備，其中，當(dāng)在檢查所述第一和第二緊急停止信號電路中沒有確定檢查中的緊急停止信號電路處于斷開狀態(tài)時(shí)，所述第一和第二處理器發(fā)出警報(bào)。
全文摘要
一種在機(jī)器人系統(tǒng)，機(jī)床等中提供的緊急停止設(shè)備，其被安排來迅速檢測電路故障以提高可靠性，通過該電路提供緊急停止信號到CPU，而不需停止機(jī)器人系統(tǒng)，機(jī)床等。當(dāng)至少一緊急停止開關(guān)處于斷開時(shí)，CPU#1或CPU#2經(jīng)由一輸入電路發(fā)出緊急停止指令，從而由輸出電路#1或#2斷開開關(guān)SW10或SW20以緊急停止系統(tǒng)。以合適的間隔分別斷開開關(guān)裝置#1和#2，且識別每一光耦合器的輸出變化。以這種方式，檢查與接點(diǎn)C11和C21/C12和C22相關(guān)的斷開/閉合狀態(tài)輸出是否表示斷開狀態(tài)，該接點(diǎn)C11和C21/C12和C22的每一個(gè)連接于輸入電路。如果對于任一接點(diǎn)，沒有識別出相應(yīng)光耦合器的輸出變化，則停止系統(tǒng)且采取例如觸發(fā)蜂鳴器和警報(bào)的顯示的動(dòng)作。
文檔編號G05B19/18GK1838002SQ200610065490
公開日2006年9月27日 申請日期2006年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月22日
發(fā)明者橋本良樹, 田邊義清, 茅野信雄 申請人:發(fā)那科株式會社