CN208880707U - 示教器热插拔装置和工业机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种示教器热插拔装置和工业机器人，该装置包括：控制开关，设置在预设的电源与继电器控制电路之间，用于在示教器的热插拔过程中控制示教器所控制的工业机器人的运动控制器设定的急停控制回路断电；继电器控制电路，并联在急停控制回路上，形成设定的急停备用控制回路的急停备用控制信号，用于在控制开关的控制下，在示教器的热插拔过程中通过继电器自锁和继电器解锁，实现在示教器在热插拔过程中急停控制回路与备用急停控制回路的切换控制。本实用新型的方案，可以解决示教器热插拔实现方式的操作过程复杂的问题，达到简化操作过程的效果。

Description

示教器热插拔装置和工业机器人

技术领域

本实用新型属于工业机器人技术领域，具体涉及一种示教器热插拔装置和工业机器人，尤其涉及一种工业机器人示教器热插拔电路、具有该热插拔电路的工业机器人、以及该工业机器人的示教器热插拔方法。

背景技术

在工业机器人的现场使用过程中，示教器作为人机交互的平台，实现用户对机器人的各种控制。一般情况下，一台机器人配套使用一台示教器，随着示教器接口越来越向通用型发展，出现了一台示教器可以配多台工业机器人使用：用户将示教器与一台机器人连好后，编程实现其自动化运行，然后通过热插拔技术，将该示教器取下连至另一台工业机器人，继续进行相应的操作。这样可大大降低机器人的运行成本。由于机器人示教器与运动控制器的接口信号一般包括示教器电源线、示教器与运动控制器的通信线、示教器急停信号三类信号。其中，急停信号通过示教器与运控器之间形成的电源回路进行工作，如果不作相应的处理，直接将示教器从运动控制器端取下，运动控制器会启动急停报警处理，这将导致机器人停止运行。故要想实现示教器热插拔，必须对急停信号进行相关处理，即必须实现以下两个目的：

1、示教器取下的过程中保证急停回路的完好(需要提前启动相应的急停备用回路)，避免触发控制器急停报警；2、示教器连上以后，示教器面板上的急停开关能正常使用(需要断开相应的急停备用回路)。

经调研，现有的ABB示教器热插拔技术实现方式如下：控制器面板上留有热插拔按钮(自弹式常开按钮开关)，同时为用户配备了专用的短接器，用户使用热插拔步骤如下：

1、一直按着热插拔按钮，此时相应的指示灯亮；2、拔下手持器，同时在手持器接口上插入专用的短接器；3、松开热插拔按钮。重新插入示教器的步骤类似：1、一直按着热插拔按钮；2、拔下短接器，紧接着插上手持器；3、松开热插拔按钮。该操作不但较为繁琐而且不可靠，因为要一直按着热插拔按钮，一旦用户在插拔示教器与短接器的过程热插拔按钮出现松动的情况，该机器人就会出现急停报警的情况，导致自动运行停止。

另外，一些热插拔方式，如安徽配天的热插拔实现方式，如下：

在控制柜上留有示教器热插拔旋钮开关，旋钮有0/1两个档位，当旋钮置于1档时，表示必须连接示教器才能正常使用，否则控制柜报警；当旋钮置于0档时，表示可将示教器拔下，此时机器人系统仍可继续运行。使用示教器插拔旋钮时，须先将拔旋钮置于1档，并连接器示教器(即连接有示教器时该热插拔旋钮需置于1档，否则示教器上的急停按键无法使用，导致紧急情况下无法及时停机)，这就有可能出现用户将示教器插上后忘记将热插拔旋钮置回1档的情况，为了规避这一现象，软件上必须做相应的处理(如插上示教器后提醒用户将热插拔旋钮置于1，否则一直报警)。故该示教器热插拔实现方式也存在实现复杂、使用不便的情况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述缺陷，提供一种示教器热插拔装置和工业机器人，以解决现有技术中示教器热插拔实现方式的操作过程复杂的问题，达到简化操作过程的效果。

本实用新型提供一种示教器热插拔装置，包括：控制开关和继电器控制电路；其中，所述控制开关，设置在预设的电源与所述继电器控制电路之间，用于控制所述继电器控制电路通电或断电，以在所述示教器所控制的工业机器人的正常工作状态控制所述工业机器人的急停控制回路通电，或在所述示教器的热插拔过程中控制所述示教器所控制的工业机器人的运动控制器设定的急停控制回路断电；所述继电器控制电路，并联在所述急停控制回路上，形成设定的急停备用控制回路的急停备用控制信号，用于在所述控制开关的控制下，在所述示教器的热插拔过程中通过继电器自锁和继电器解锁，实现在所述示教器在热插拔过程中所述急停控制回路与所述备用急停控制回路的切换控制。

可选地，其中，所述控制开关，包括：常闭点动开关；其中，所述常闭点动开关，包括：自弹型常闭按键开关；和/或，所述继电器控制电路，为第一模块化电路；或者，所述控制开关和所述继电器控制电路，为第二模块化电路。

可选地，所述继电器控制电路，包括：第一继电器、第二继电器和第三继电器；其中，所述控制开关，设置在所述电源与所述第一继电器的第一线圈之间；所述第一继电器、所述第二继电器和所述第三继电器之间，自锁和解锁式连接；并且，所述第一继电器和所述第二继电器，分别连接至所述急停控制回路；所述第三继电器，连接至所述急停备用控制回路。

可选地，其中，所述第一继电器的第一触点开关的连接端连接至所述急停控制回路，所述第一触点开关的第一控制端连接至所述第二继电器的第二线圈、以及所述第二继电器的第二触点开关的连接端；所述第二继电器的第三触点开关的第一控制端悬空；所述第三触点开关的第二控制端，连接至所述急停控制回路、以及所述第二继电器的第四触点开关的第一控制端；所述第四触点开关的连接端连接至所述第三继电器的第三线圈；所述第三继电器的第五触点开关的连接端连接至预设的电源，所述第五触点开关的第一控制端连接至所述急停备用控制回路。

可选地，所述继电器控制电路，还包括：热插拔指示模块、第一隔离模块和第二隔离模块中的至少之一；其中，所述热插拔指示模块，连接至所述急停备用控制回路，用于在所述示教器的热插拔过程中指示所述示教器能够进行热插拔的状态；和/或，所述第一隔离模块，设置在所述急停备用控制回路与预设的急停处理电路之间，用于在所述急停备用控制回路侧对所述急停控制回路和所述急停备用控制回路进行隔离；和/或，所述第二隔离模块，设置在所述急停控制回路与预设的急停处理电路之间，用于在所述急停控制回路侧对所述急停控制回路和所述急停备用控制回路进行隔离。

可选地，所述继电器控制电路，还包括：限流模块；所述限流模块，连接至所述热插拔指示模块，用于将所述热插拔指示模块的电流限定在设定电流范围内。

可选地，其中，所述热插拔指示模块，包括：LED指示灯；所述LED指示灯的阳极连接至所述急停备用控制回路，所述LED指示灯的阴极连接至所述限流模块；和/或，所述限流模块，包括：限流电阻；和/或，所述第一隔离模块，包括：第一二极管；所述第一二极管的阳极连接至所述急停备用控制回路，所述第一二极管的阴极连接至所述急停处理电路；和/或，所述第二隔离模块，包括：第二二极管；所述第二二极管的阳极连接至所述急停控制回路，所述第二二极管的阴极连接至所述急停处理电路；和/或，所述第一继电器、所述第二继电器和所述第三继电器中的至少一个继电器，包括：电磁继电器；所述电磁继电器的触点开关，包括：双刀双掷开关。

可选地，所述继电器控制电路在所述示教器的热插拔过程中通过继电器自锁和继电器解锁，包括：在所述工业机器人的正常工作状态下，使所述第一继电器和所述第三继电器上电工作、且使所述第二继电器不工作，以实现所述急停备用控制回路断开、且所述急停控制回路工作；或者，在所述工业机器人的正常工作状态下出现设定的紧急情况、或在一台以上工业机器人共用单台所述示教器的情况下一台所述工业机器人的自动运行状态下需要使用所述示教器的热插拔功能时，接收用户发送的用于断开所述示教器与所述工业机器人的运动控制器之间设定的急停控制回路的断开指令，使所述第一继电器和所述第三继电器断电不工作、且使所述第二继电器工作，以接通所述急停备用控制回路并在断开所述断开指令后，使所述第二继电器自锁；或者，在所述热插拔过程中所述示教器被拔下后，使所述第一继电器工作、使所述第二继电器接触自锁断电不工作、并使所述第三继电器断电不工作，以实现所述急停备用控制回路在所述热插拔过程中处于导通状态而使所述运动控制器不报警；或者，在所述热插拔过程中所述示教器被拔下后重新插接至所述运动控制器的情形下，使所述第三继电器上电工作，以断开所述急停备用回路，使所述示教器与所述工业机器人均处于正常工作状态。

与上述装置相匹配，本实用新型再一方面提供一种工业机器人，包括：以上所述的示教器热插拔装置。

本实用新型的方案，通过在热插拔过程中实现继电器自锁和解锁，达到工业机器人的运动控制器与示教器的两组急停回路之间的切换，简化了示教器热插拔实现方式的操作结构及过程，提升了热插拔实现方式的便捷性和可靠性，也保证不触发急停报警。

进一步，本实用新型的方案，通过在运动控制器的急停回路上并联一组继电器控制电路，实现工业机器人示教器在热插拔过程中急停回路与备用急停回路之间的切换，简化了示教器热插拔实现方式的操作结构及过程，使得用户操作更加简单、方便。

进一步，本实用新型的方案，通过在运动控制器的急停回路上并联一组继电器控制电路，使得用户在使用工业机器人示教器的热插拔功能时，只需先按下相应的热插拔开关即可将手持器取下，要重新使用示教器时直接插入就行；而且，在整个热插拔的过程中，机器人可一直保持自动运行状态，不会触发相应的报警机制，用户操作更加简单、方便。

由此，本实用新型的方案，通过在工业机器人的运动控制器的急停回路上并联一组继电器控制电路，实现工业机器人的示教器在热插拔过程中急停回路与备用急停回路之间的切换，在热插拔过程中实现继电器自锁和解锁，解决现有技术中示教器热插拔实现方式的操作过程复杂的问题，从而，克服现有技术中操作过程复杂、结构复杂和使用不方便的缺陷，实现操作过程简单、结构简单和使用方便的有益效果。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的示教器热插拔装置的一实施例的结构示意图；

图2为现有的示教器与运动控制器之间的连线接口电路的结构示意图；

图3为本实用新型的示教器热插拔装置中热插拔电路的一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型的示教器热插拔装置中急停回路/急停备用回路的一实施例的结构示意图。

图5为本实用新型的示教器热插拔方法的一实施例的流程示意图。

结合附图，本实用新型实施例中附图标记如下：

J1-示教器面板上的常闭急停开关；J2-示教器端的连线接口；J3-运动控制器端的连线接口；K1-常闭点动开关；LED1-热插拔指示灯。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据本实用新型的实施例，提供了一种示教器热插拔装置。参见图1所示本实用新型的装置的一实施例的结构示意图。该示教器热插拔装置可以包括：控制开关和继电器控制电路。

在一个可选例子中，所述控制开关(如常闭点动开关K1)，设置在预设的电源(如+24V直流电源)与所述继电器控制电路之间，可以用于控制所述继电器控制电路通电或断电，以在所述示教器所控制的工业机器人的正常工作状态控制所述工业机器人的急停控制回路(如图3和图4中的急停回路)通电，或在所述示教器的热插拔过程中控制所述示教器所控制的工业机器人的运动控制器设定的急停控制回路断电。

其中，所述控制开关，可以包括：常闭点动开关。其中，所述常闭点动开关，可以包括：自弹型常闭按键开关。

例如：K1是常闭点动开关(正常情况下开关闭合，按下断开，松手后继续保持关闭状态)，在使用示教器热插拔功能时用户需先按下此开关。

由此，通过使用自弹型常闭按键开关的点动开关，操作简便，且控制方式可靠、安全，还节省人力。

在一个可选例子中，所述继电器控制电路，并联在所述示教器所控制的工业机器人的运动控制器的所述急停控制回路上，形成设定的急停备用控制回路(如图3和图4中的急停备用回路)的急停备用控制信号，可以用于在所述控制开关的控制下，在所述示教器的热插拔过程中通过继电器自锁和继电器解锁，实现在所述示教器(即所述工业机器人的示教器)在热插拔过程中所述急停控制回路与所述备用急停控制回路的切换控制。

例如：针对现今工业机器人对示教器热插拔的需求，使用原理简单、安全可靠、使用方便的工业机器人示教器热插拔的电路，用户在使用该功能(如工业机器人示教器的热插拔功能)时，只需先按下相应的热插拔开关，即可将手持器取下，要重新使用示教器，直接插入就行，无需在软件上做相应的处理；而且，在整个热插拔的过程中，机器人可一直保持自动运行状态，不会触发相应的报警机制。

例如：通过在控制器(即运动控制器)的急停回路上并联一组继电器控制电路，能实现工业机器人示教器在热插拔过程中急停回路与备用急停回路(或急停备用回路)之间的切换，用户操作简单、方便。这样，通过在热插拔过程中实现继电器自锁和解锁，达到两组急停回路之间的切换，保证不触发急停报警；不仅具备原理简单，使用方便等优点，更重要的是大大提高热插拔过程的可靠性，真正做到热插拔前后机器人保持自动运行，示教器重新插上后立即断开相应的急停备用回路，示教器上的急停开关即能正常使用，无需进行多余的操作。

由此，通过在工业机器人的运动控制器的急停控制回路上并联继电器控制电路，形成急停备用控制回路，在控制开关的控制下在热插拔过程中实现急停控制回路与急停备用控制回路的切换控制，简化了热插拔实现方式的结构和操作过程，提升了热插拔的便捷性和可靠性。

其中，所述继电器控制电路，为第一模块化电路；或者，所述控制开关和所述继电器控制电路，为第二模块化电路。

例如：可以将整套热插拔电路做成模块化产品，只在运动控制器上硬件电路板上留有相应的接口即可，用户将该模块安装在运动控制柜中，接通电路即可方便的使用示教器热插拔功能。

例如：可以将图3的继电器接线组合做成电气模组，外部留有相关的接线端子，用户只需在运动控制器电路板上预留配套的信号接口，用户按照说明将各信号线接好，就可实现本实用新型中示教器热插拔功能。

由此，通过模块化电路的设置，可以提升使用的便捷性和可靠性，且结构紧凑、占用空间小、维护方便。

可选地，所述继电器控制电路，可以包括：第一继电器、第二继电器和第三继电器。

具体地，所述控制开关，设置在所述电源(如+24V直流电源)与所述第一继电器的第一线圈之间。其中，所述控制开关，可以位于所述示教器所控制机器人的运动控制器上(如可以设置在该运动控制器所在的运动控制柜上)，具体可以设置在预设的电源(如+24V直流电源)与所述第一继电器的第一线圈之间。所述第一继电器的第一线圈连接至所述控制开关，具体可以是：所述第一继电器的第一线圈的第一连接端连接至所述控制开关，所述第一线圈的第二连接端接地。

具体地，所述第一继电器、所述第二继电器和所述第三继电器之间，自锁和解锁式连接；并且，所述第一继电器和所述第二继电器，分别连接至所述急停控制回路；所述第三继电器，连接至所述急停备用控制回路。

例如：由于采用继电器自锁，示教热插拔可以采用自弹式的常闭点动开关，避免使用按键式或旋钮式开关(开启与关闭需要用户进行操作)，避免使用过程由于用户的失误导致的机器人停机或其他安全问题。

由此，通过由第一至第三继电器之间自锁和解锁式连接实现继电器控制电路的自锁和解锁，结构简单、控制可靠性高。

其中，所述第一继电器的第一触点开关的连接端连接至所述急停控制回路，所述第一触点开关的第一控制端连接至所述第二继电器的第二线圈(具体可以是所述第一触点开关的第一控制端连接至所述第二继电器的第二线圈的第一连接端，第二线圈的第二连接端接地)、以及所述第二继电器的第二触点开关的连接端，所述第一触点开关的第二控制端悬空。所述第一继电器的第二触点开关悬空。所述第二继电器的第三触点开关的第一控制端悬空。所述第三触点开关的第二控制端，连接至所述急停控制回路、以及所述第二继电器的第四触点开关的第一控制端，所述第四触点开关的第二控制端悬空。所述第四触点开关的连接端连接至所述第三继电器的第三线圈(具体可以是所述第四触点开关的连接端连接至所述第三继电器的第三线圈的第一连接端，第三线圈的第二连接端接地)。所述第三继电器的第五触点开关的连接端连接至预设的电源(如+24V直流电源)，所述第五触点开关的第一控制端连接至所述急停备用控制回路，所述第五触点开关的第二控制端悬空。所述第三继电器的第六触点开关悬空。

由此，通过第一至第三继电器分别与控制开关、急停控制回路和急停备用控制回路的配合连接，可以实现继电器控制电路的自锁和解锁，且可靠性高、安全性强。

具体地，所述第一继电器、所述第二继电器和所述第三继电器中的至少一个继电器，可以包括：电磁继电器。所述电磁继电器的触点开关，可以包括：双刀双掷开关。

例如：第一继电器、第二继电器和第三继电器可以均是双刀双掷开关，通过图3的接线，实现按下K1后，急停备用回路与24V接通，松手后状态不变的功能。

由此，通过使用双刀双掷开关的电磁继电器，控制的灵活性好、可靠性高。

其中，所述继电器控制电路在所述示教器的热插拔过程中通过继电器自锁和继电器解锁，可以包括以下任一控制过程。

第一控制过程：在所述工业机器人(即所述示教器所控制的工业机器人)的正常工作状态下，使所述第一继电器和所述第三继电器上电工作、且使所述第二继电器不工作，以实现所述急停备用控制回路断开、且所述急停控制回路工作。

例如：机器人正常工作时，示教器与运动控制器之间的急停回路接通(即急停信号接至+24V电源)。如图3所示，正常工作时，常闭点动开关K1处于闭合状态，第一继电器和第三继电器上电工作，第二继电器不工作，此时急停备用回路断开，整个机器人只有示教器面板上的单一急停回路工作。

第二控制过程：在所述工业机器人(即所述示教器所控制的工业机器人)的正常工作状态下出现设定的紧急情况、或在一台以上工业机器人共用单台所述示教器的情况下一台所述工业机器人的自动运行状态下需要使用所述示教器的热插拔功能时，接收用户发送的可以用于断开所述示教器与所述工业机器人的运动控制器之间设定的急停控制回路的断开指令，使所述第一继电器和所述第三继电器断电不工作、且使所述第二继电器工作，以接通所述急停备用控制回路并在断开所述断开指令后，使所述第二继电器自锁。

例如：出现紧急情况用户可按下示教器面板上的急停按钮，断开急停回路，触发后续急停处理机制(例如：断开工业机器人的供电电源或驱动信号等)，使机器人立即停止运行。

例如：当多台机器人可以共用单台示教器时，用户需要使用到热插拔功能。用户通过编程使机器人处于自动运行状态，按下运动控制柜上的热插拔开关(如图3中的常闭点动开关K1)，此时热插拔指示灯亮(如图4中的LED1)，提示用户可进行热插拔操作，用户可直接将示教器从控制器上取下，热插拔指示灯一直保持点亮状态。

例如：如图3所示，当机器人处于自动运行状态时若需要使用到手持器热插拔功能，只需按下常闭点动开关，此时第一继电器和第三继电器断电不工作，第二继电器工作，急停备用回路接通(即急停备用回路连至+24V)，松开点动开关(如常闭点动开关K1)后，第二继电器处于自锁状态，急停备用回路不受影响，热插拔指示灯亮，提醒用户可直接将示教器带电拔下。

第三控制过程：在所述热插拔过程中所述示教器被拔下后，使所述第一继电器工作、使所述第二继电器接触自锁断电不工作、并使所述第三继电器断电不工作，以实现所述急停备用控制回路在所述热插拔过程中处于导通状态而使所述运动控制器不报警。

例如：如图3所示，示教器拔下后第一继电器工作，第二继电器解除自锁断电不工作，第三继电器不工作，急停备用回路一直处于导通状态，保证运动控制器不报警。示教器取下后若想重新使用，直接将其连上运动控制器即可。

第四控制过程：在所述热插拔过程中所述示教器被拔下后重新插接至所述运动控制器的情形下，使所述第三继电器上电工作，以断开所述急停备用回路，使所述示教器与所述工业机器人均处于正常工作状态。

例如：若后续需要重新使用示教器，用户直接连上即可，连上后，热插拔指示灯自动熄灭，示教器正常工作；这样，重新连上示教器后，无需做任何处理，可以自动断开急停备用回路，保证示教器急停开关的正常使用，用户操作简单方便。如图3所示，一旦重新插上示教器，第三继电器上电工作，断开急停备用回路，保持整个机器人处于单一急停回路(即保证示教器面板上的急停开关能发挥急停作用)，示教器与工业机器人均能正常工作。

由此，通过在控制开关和继电器控制电路的配合下，可以实现对机器人的正常工作状态、热插拔过程中的多种控制，而且操作过程简单，还保证了可靠性安全性。

进一步可选地，所述继电器控制电路，还可以包括：热插拔指示模块(如热插拔指示灯LED1)、第一隔离模块(如隔离二极管D1)和第二隔离模块(如隔离二极管D2)中的至少之一。

具体地，所述热插拔指示模块，连接至所述急停备用控制回路(如设置在所述急停备用控制回路与地之间)，可以用于在所述示教器的热插拔过程中指示所述示教器能够进行热插拔的状态。

其中，所述热插拔指示模块，可以包括：LED指示灯(如指示灯LED1)。所述LED指示灯的阳极连接至所述急停备用控制回路，所述LED指示灯的阴极连接至所述限流模块。

例如：LED1是热插拔指示灯(发光二极管)，在用户按下图3中的K1时，该指示灯亮，提示用户此时可进行热插拔。

由此，通过使用LED指示灯对热插拔状态进行指示，结构简单、且指示效果好，便于用户查看。

具体地，所述第一隔离模块，设置在所述急停备用控制回路与预设的急停处理电路之间，可以用于在所述急停备用控制回路侧对所述急停控制回路和所述急停备用控制回路进行隔离。

其中，所述第一隔离模块，可以包括：第一二极管(如二极管D1)。所述第一二极管的阳极连接至所述急停备用控制回路，所述第一二极管的阴极连接至所述急停处理电路。

由此，通过使用第一二极管作为第一隔离模块，结构简单、且隔离效果好。

具体地，所述第二隔离模块，设置在所述急停控制回路与预设的急停处理电路之间，可以用于在所述急停控制回路侧对所述急停控制回路和所述急停备用控制回路进行隔离。

由此，通过热插拔指示模块、第一隔离模块和第二隔离模块等的配合设置，可以提升对热插拔过程控制的精准性和可靠性，且更加人性化。

其中，所述第二隔离模块，可以包括：第二二极管(如二极管D2)。所述第二二极管的阳极连接至所述急停控制回路，所述第二二极管的阴极连接至所述急停处理电路。

例如：D1、D2是普通二极管，起到将急停回路与急停备用回路隔开的作用。

由此，通过使用第二二极管作为第二隔离模块，结构简单、且隔离效果好。

进一步可选地，所述继电器控制电路，还可以包括：限流模块。

具体地，所述限流模块，连接至所述热插拔指示模块，可以用于将所述热插拔指示模块的电流限定在设定电流范围内。

由此，通过对热插拔指示模块的电流进行限定，可以提升对热插拔状态进行指示的精准性和安全性。

其中，所述限流模块，可以包括：限流电阻(如限流电阻R1)。

例如：如图3和图4所示的例子，本实用新型的方案，可以主要由1个点动开关(常闭)、3个继电器、1个二极管D1、1个指示灯LED1及电阻R1组成。其中，点动开关是自弹型常闭按键开关，继电器采取具备双刀双掷开关的电磁继电器，二极管D1用于将2个急停回路隔离开，指示灯LED1用于指示热插拔使用，R1为限流电阻。

例如：R1是限流电阻，保证发光二极管导通电流在正常范围内。

由此，通过使用限流电阻进行限流，结构简单，且限流可靠性高。

经大量的试验验证，采用本实用新型的技术方案，通过在热插拔过程中实现继电器自锁和解锁，达到工业机器人的运动控制器与示教器的两组急停回路之间的切换，简化了示教器热插拔实现方式的操作结构及过程，提升了热插拔实现方式的便捷性和可靠性，也保证不触发急停报警。

根据本实用新型的实施例，还提供了对应于示教器热插拔装置的一种工业机器人。该工业机器人可以包括：以上所述的示教器热插拔装置。

在一个可选实施方式中，针对现今工业机器人对示教器热插拔的需求，本实用新型的方案，提供了一种原理简单、安全可靠、使用方便的工业机器人示教器热插拔的电路设计。在本实用新型的方案中，用户在使用该功能(如工业机器人示教器的热插拔功能)时，只需先按下相应的热插拔开关，即可将手持器取下，要重新使用示教器，直接插入就行，无需在软件上做相应的处理；而且，在整个热插拔的过程中，机器人可一直保持自动运行状态，不会触发相应的报警机制。

在一个可选例子中，通过在控制器(即运动控制器)的急停回路上并联一组继电器控制电路，能实现工业机器人示教器在热插拔过程中急停回路与备用急停回路(或急停备用回路)之间的切换，用户操作简单、方便。这样，通过在热插拔过程中实现继电器自锁和解锁，达到两组急停回路之间的切换，保证不触发急停报警。

其中，本实用新型的方案，具体涉及一种工业机器人手持器热插拔电路设计。如图3和图4所示的例子，本实用新型的方案，可以主要由1个点动开关(常闭)、3个继电器、1个二极管D1、1个指示灯LED1及电阻R1组成。其中，点动开关是自弹型常闭按键开关，继电器采取具备双刀双掷开关的电磁继电器，二极管D1用于将2个急停回路隔离开，指示灯LED1用于指示热插拔使用，R1为限流电阻。

具体地，机器人正常工作时，示教器与运动控制器之间的急停回路接通(即急停信号接至+24V电源)，出现紧急情况用户可按下示教器面板上的急停按钮，断开急停回路，触发后续急停处理机制(例如：断开工业机器人的供电电源或驱动信号等)，使机器人立即停止运行。当多台机器人可以共用单台示教器时，用户需要使用到热插拔功能。用户通过编程使机器人处于自动运行状态，按下运动控制柜上的热插拔开关(如图3中的常闭点动开关K1)，此时热插拔指示灯亮(如图4中的LED1)，提示用户可进行热插拔操作，用户可直接将示教器从控制器上取下，热插拔指示灯一直保持点亮状态；若后续需要重新使用示教器，用户直接连上即可，连上后，热插拔指示灯自动熄灭，示教器正常工作。

可见，与现有技术相比，本实用新型的方案是一种工业机器人示教器热插拔电路设计，不仅具备原理简单，使用方便等优点，更重要的是大大提高热插拔过程的可靠性，真正做到热插拔前后机器人保持自动运行，示教器重新插上后立即断开相应的急停备用回路，示教器上的急停开关即能正常使用，无需进行多余的操作。具体地，本实用新型的方案，至少可以达到以下有益效果：

1、由于采用继电器自锁，示教热插拔可以采用自弹式的常闭点动开关，避免使用按键式或旋钮式开关(开启与关闭需要用户进行操作)，避免使用过程由于用户的失误导致的机器人停机或其他安全问题。

2、重新连上示教器后，无需做任何处理，可以自动断开急停备用回路，保证示教器急停开关的正常使用，用户操作简单方便。

在一个可选具体实施方式中，可以参见图2至图4所示的例子，对本实用新型的具体实施方式进行更为详细地示例性说明。

图2是现有示教器与运动控制器之间的连线接口针脚定义示意图。一般工业机器人示教器与运动控制器之间的连接线包含电源信号、急停信号线、通信线。其中电源线给示教器硬件板供电，通信线用于示教器与运动控制器之间数据通信，急停信号线用于急停操作。图2中，J1是示教器面板上的急停开关(常闭)在硬件电路板上的接口，J2、J3分别是示教器与运动控制器连线在示教器端、运动控制器端的接口。

如图2所示，工业机器人正常工作时，示教器通过相应的接口连在机器人运动控制器上，接口电路包括示教器电源线、通信线、急停报警信号线。其中，电源线是指运动控制器给示教器提供的+24V电源，通信线用于手持器(如工业机器人示教器的手持器)与运动控制器之间的通信，急停报警信号线通过示教器与运动控制器之间形成的电源回路工作，正常工作时，急停回路保持连通的状态(即图2中的急停信号连至+24V电源)；紧急情况下按下面板上的急停开关，该急停回路断开，手持器和运动控制器分别触发相应的急停处理机制，让机器人立刻停止运行。

在一个可选具体例子中，本实用新型的方案所涉及的示教器热插拔电路图如图3所示。正常工作时，常闭点动开关K1处于闭合状态，第一继电器和第三继电器上电工作，第二继电器不工作，此时急停备用回路断开，整个机器人只有示教器面板上的单一急停回路工作。

可选地，当机器人处于自动运行状态时若需要使用到手持器热插拔功能，只需按下常闭点动开关，此时第一继电器和第三继电器断电不工作，第二继电器工作，急停备用回路接通(即急停备用回路连至+24V)，松开点动开关(如常闭点动开关K1)后，第二继电器处于自锁状态，急停备用回路不受影响，热插拔指示灯亮，提醒用户可直接将示教器带电拔下。

可选地，示教器拔下后第一继电器工作，第二继电器解除自锁断电不工作，第三继电器不工作，急停备用回路一直处于导通状态，保证运动控制器不报警。示教器取下后若想重新使用，直接将其连上运动控制器即可。

可选地，一旦重新插上示教器，第三继电器上电工作，断开急停备用回路，保持整个机器人处于单一急停回路(即保证示教器面板上的急停开关能发挥急停作用)，示教器与工业机器人均能正常工作。

其中，图2用于介绍示教器与运控之间的连线接口定义及急停电路的工作原理，解释如果没有专门的示教器热插拔电路，是无法在机器人自动运行时将示教器热插拔的；图3是本实用新型的热插拔电路示意图，介绍示教器热插拔功能的实现原理；图4是整个急停处理电路示意图，加入热插拔功能后，运动控制器原来的急停处理电路需要作部分改动(即将图3热插拔电路中急停备用回路接入原急停处理电路中即可)。

图3中，K1是常闭点动开关(正常情况下开关闭合，按下断开，松手后继续保持关闭状态)，在使用示教器热插拔功能时用户需先按下此开关；第一继电器、第二继电器和第三继电器可以均是双刀双掷开关，通过图3的接线，实现按下K1后，急停备用回路与24V接通，松手后状态不变的功能。

图4中，LED1是热插拔指示灯(发光二极管)，在用户按下图3中的K1时，该指示灯亮，提示用户此时可进行热插拔；R1是限流电阻，保证发光二极管导通电流在正常范围内；D1、D2是普通二极管，起到将急停回路与急停备用回路隔开的作用。

在一个可替代具体例子中，上述说明仅作为本实用新型的最佳实施例进行解释而非限制本实用新型，凡是基于上述实施例的，其它容易想到的实施方式，也在本实用新型的保护范围之内。

可选地，可以将整套热插拔电路做成模块化产品，只在运动控制器上硬件电路板上留有相应的接口即可，用户将该模块安装在运动控制柜中，接通电路即可方便的使用示教器热插拔功能。

例如：可以将图3的继电器接线组合做成电气模组，外部留有相关的接线端子，用户只需在运动控制器电路板上预留配套的信号接口，用户按照说明将各信号线接好，就可实现本实用新型中示教器热插拔功能。

例如：只要是基于图3中的实现原理，其余容易想到的实施方式：如更改继电器型号、数量、增删热插拔指示灯等，都属于本实用新型的保护范围之内。

由于本实施例的工业机器人所实现的处理及功能基本相应于前述图1、图3和图4所示的装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本实用新型的技术方案，通过在运动控制器的急停回路上并联一组继电器控制电路，实现工业机器人示教器在热插拔过程中急停回路与备用急停回路之间的切换，简化了示教器热插拔实现方式的操作结构及过程，使得用户操作更加简单、方便。

根据本实用新型的实施例，还提供了对应于工业机器人的一种工业机器人的示教器热插拔方法，如图5所示本实用新型的方法的一实施例的流程示意图。该示教器热插拔方法可以包括：步骤S110和步骤S120。

在步骤S110处，通过控制开关(如常闭点动开关K1)，控制所述继电器控制电路通电或断电，以在所述示教器所控制的工业机器人的正常工作状态控制所述工业机器人的急停控制回路(如图3和图4中的急停回路)通电，或在所述示教器的热插拔过程中控制所述示教器所控制的工业机器人的运动控制器设定的急停控制回路断电。

在步骤S120处，通过并联在所述示教器所控制的工业机器人的运动控制器的所述急停控制回路上的继电器控制电路，形成设定的急停备用控制回路(如图3和图4中的急停备用回路)的急停备用控制信号，在所述控制开关的控制下，在所述示教器的热插拔过程中通过继电器自锁和继电器解锁，实现在所述示教器(即所述工业机器人的示教器)在热插拔过程中所述急停控制回路与所述备用急停控制回路的切换控制。

例如：针对现今工业机器人对示教器热插拔的需求，使用原理简单、安全可靠、使用方便的工业机器人示教器热插拔的电路，用户在使用该功能(如工业机器人示教器的热插拔功能)时，只需先按下相应的热插拔开关，即可将手持器取下，要重新使用示教器，直接插入就行，无需在软件上做相应的处理；而且，在整个热插拔的过程中，机器人可一直保持自动运行状态，不会触发相应的报警机制。

例如：通过在控制器(即运动控制器)的急停回路上并联一组继电器控制电路，能实现工业机器人示教器在热插拔过程中急停回路与备用急停回路(或急停备用回路)之间的切换，用户操作简单、方便。这样，通过在热插拔过程中实现继电器自锁和解锁，达到两组急停回路之间的切换，保证不触发急停报警；不仅具备原理简单，使用方便等优点，更重要的是大大提高热插拔过程的可靠性，真正做到热插拔前后机器人保持自动运行，示教器重新插上后立即断开相应的急停备用回路，示教器上的急停开关即能正常使用，无需进行多余的操作。

由此，通过在工业机器人的运动控制器的急停控制回路上并联继电器控制电路，形成急停备用控制回路，在控制开关的控制下在热插拔过程中实现急停控制回路与急停备用控制回路的切换控制，简化了热插拔实现方式的结构和操作过程，提升了热插拔的便捷性和可靠性。

在一个可选例子中，在所述示教器的热插拔过程中通过继电器自锁和继电器解锁，可以包括以下任一控制过程。

第一控制过程：在所述工业机器人(即所述示教器所控制的工业机器人)的正常工作状态下，使所述第一继电器和所述第三继电器上电工作、且使所述第二继电器不工作，以实现所述急停备用控制回路断开、且所述急停控制回路工作。

例如：机器人正常工作时，示教器与运动控制器之间的急停回路接通(即急停信号接至+24V电源)。如图3所示，正常工作时，常闭点动开关K1处于闭合状态，第一继电器和第三继电器上电工作，第二继电器不工作，此时急停备用回路断开，整个机器人只有示教器面板上的单一急停回路工作。

第二控制过程：在所述工业机器人(即所述示教器所控制的工业机器人)的正常工作状态下出现设定的紧急情况、或在一台以上工业机器人共用单台所述示教器的情况下一台所述工业机器人的自动运行状态下需要使用所述示教器的热插拔功能时，接收用户发送的可以用于断开所述示教器与所述工业机器人的运动控制器之间设定的急停控制回路的断开指令，使所述第一继电器和所述第三继电器断电不工作、且使所述第二继电器工作，以接通所述急停备用控制回路并在断开所述断开指令后，使所述第二继电器自锁。

例如：出现紧急情况用户可按下示教器面板上的急停按钮，断开急停回路，触发后续急停处理机制(例如：断开工业机器人的供电电源或驱动信号等)，使机器人立即停止运行。

例如：当多台机器人可以共用单台示教器时，用户需要使用到热插拔功能。用户通过编程使机器人处于自动运行状态，按下运动控制柜上的热插拔开关(如图3中的常闭点动开关K1)，此时热插拔指示灯亮(如图4中的LED1)，提示用户可进行热插拔操作，用户可直接将示教器从控制器上取下，热插拔指示灯一直保持点亮状态。

例如：如图3所示，当机器人处于自动运行状态时若需要使用到手持器热插拔功能，只需按下常闭点动开关，此时第一继电器和第三继电器断电不工作，第二继电器工作，急停备用回路接通(即急停备用回路连至+24V)，松开点动开关(如常闭点动开关K1)后，第二继电器处于自锁状态，急停备用回路不受影响，热插拔指示灯亮，提醒用户可直接将示教器带电拔下。

第三控制过程：在所述热插拔过程中所述示教器被拔下后，使所述第一继电器工作、使所述第二继电器接触自锁断电不工作、并使所述第三继电器断电不工作，以实现所述急停备用控制回路在所述热插拔过程中处于导通状态而使所述运动控制器不报警。

例如：如图3所示，示教器拔下后第一继电器工作，第二继电器解除自锁断电不工作，第三继电器不工作，急停备用回路一直处于导通状态，保证运动控制器不报警。示教器取下后若想重新使用，直接将其连上运动控制器即可。

第四控制过程：在所述热插拔过程中所述示教器被拔下后重新插接至所述运动控制器的情形下，使所述第三继电器上电工作，以断开所述急停备用回路，使所述示教器与所述工业机器人均处于正常工作状态。

例如：若后续需要重新使用示教器，用户直接连上即可，连上后，热插拔指示灯自动熄灭，示教器正常工作；这样，重新连上示教器后，无需做任何处理，可以自动断开急停备用回路，保证示教器急停开关的正常使用，用户操作简单方便。如图3所示，一旦重新插上示教器，第三继电器上电工作，断开急停备用回路，保持整个机器人处于单一急停回路(即保证示教器面板上的急停开关能发挥急停作用)，示教器与工业机器人均能正常工作。

由此，通过在控制开关和继电器控制电路的配合下，可以实现对机器人的正常工作状态、热插拔过程中的多种控制，而且操作过程简单，还保证了可靠性安全性。

在一个可选实施方式中，还可以包括：以下至少一种控制情形。

第一种控制情形：通过连接至所述急停备用控制回路(如设置在所述急停备用控制回路与地之间)的热插拔指示模块，在所述示教器的热插拔过程中指示所述示教器能够进行热插拔的状态。

例如：LED1是热插拔指示灯(发光二极管)，在用户按下图3中的K1时，该指示灯亮，提示用户此时可进行热插拔。

由此，通过使用LED指示灯对热插拔状态进行指示，结构简单、且指示效果好，便于用户查看。

第二种控制情形：通过设置在所述急停备用控制回路与预设的急停处理电路之间的第一隔离模块，在所述急停备用控制回路侧对所述急停控制回路和所述急停备用控制回路进行隔离。

由此，通过使用第一二极管作为第一隔离模块，结构简单、且隔离效果好。

第三种控制情形：通过设置在所述急停控制回路与预设的急停处理电路之间的第二隔离模块，在所述急停控制回路侧对所述急停控制回路和所述急停备用控制回路进行隔离。

例如：D1、D2是普通二极管，起到将急停回路与急停备用回路隔开的作用。

由此，通过使用第二二极管作为第二隔离模块，结构简单、且隔离效果好。

第四种控制情形：通过连接至热插拔指示模块的限流模块，将所述热插拔指示模块的电流限定在设定电流范围内。

由此，通过对热插拔指示模块的电流进行限定，可以提升对热插拔状态进行指示的精准性和安全性。

由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述工业机器人的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过在运动控制器的急停回路上并联一组继电器控制电路，使得用户在使用工业机器人示教器的热插拔功能时，只需先按下相应的热插拔开关即可将手持器取下，要重新使用示教器时直接插入就行；而且，在整个热插拔的过程中，机器人可一直保持自动运行状态，不会触发相应的报警机制，用户操作更加简单、方便。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种示教器热插拔装置，其特征在于，包括：控制开关和继电器控制电路；其中，

所述控制开关，设置在预设的电源与所述继电器控制电路之间，用于控制所述继电器控制电路通电或断电，以在所述示教器所控制的工业机器人的正常工作状态控制所述工业机器人的急停控制回路通电，或在所述示教器的热插拔过程中控制所述示教器所控制的工业机器人的运动控制器设定的急停控制回路断电；

所述继电器控制电路，并联在所述急停控制回路上，形成设定的急停备用控制回路的急停备用控制信号，用于在所述控制开关的控制下，在所述示教器的热插拔过程中通过继电器自锁和继电器解锁，实现在所述示教器在热插拔过程中所述急停控制回路与所述备用急停控制回路的切换控制。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，

所述控制开关，包括：常闭点动开关；其中，所述常闭点动开关，包括：自弹型常闭按键开关；

和/或，

所述继电器控制电路，为第一模块化电路；或者，所述控制开关和所述继电器控制电路，为第二模块化电路。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述继电器控制电路，包括：第一继电器、第二继电器和第三继电器；其中，

所述控制开关，设置在所述电源与所述第一继电器的第一线圈之间；

所述第一继电器、所述第二继电器和所述第三继电器之间，自锁和解锁式连接；并且，所述第一继电器和所述第二继电器，分别连接至所述急停控制回路；所述第三继电器，连接至所述急停备用控制回路。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，其中，

所述第一继电器的第一触点开关的连接端连接至所述急停控制回路，所述第一触点开关的第一控制端连接至所述第二继电器的第二线圈、以及所述第二继电器的第二触点开关的连接端；

所述第二继电器的第三触点开关的第一控制端悬空；所述第三触点开关的第二控制端，连接至所述急停控制回路、以及所述第二继电器的第四触点开关的第一控制端；所述第四触点开关的连接端连接至所述第三继电器的第三线圈；

所述第三继电器的第五触点开关的连接端连接至预设的电源，所述第五触点开关的第一控制端连接至所述急停备用控制回路。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述继电器控制电路，还包括：热插拔指示模块、第一隔离模块和第二隔离模块中的至少之一；其中，

所述热插拔指示模块，连接至所述急停备用控制回路，用于在所述示教器的热插拔过程中指示所述示教器能够进行热插拔的状态；

和/或，

所述第一隔离模块，设置在所述急停备用控制回路与预设的急停处理电路之间，用于在所述急停备用控制回路侧对所述急停控制回路和所述急停备用控制回路进行隔离；

和/或，

所述第二隔离模块，设置在所述急停控制回路与预设的急停处理电路之间，用于在所述急停控制回路侧对所述急停控制回路和所述急停备用控制回路进行隔离。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述继电器控制电路，还包括：限流模块；

所述限流模块，连接至所述热插拔指示模块，用于将所述热插拔指示模块的电流限定在设定电流范围内。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，其中，

所述热插拔指示模块，包括：LED指示灯；所述LED指示灯的阳极连接至所述急停备用控制回路，所述LED指示灯的阴极连接至所述限流模块；

和/或，

所述限流模块，包括：限流电阻；

和/或，

所述第一隔离模块，包括：第一二极管；所述第一二极管的阳极连接至所述急停备用控制回路，所述第一二极管的阴极连接至所述急停处理电路；

和/或，

所述第二隔离模块，包括：第二二极管；所述第二二极管的阳极连接至所述急停控制回路，所述第二二极管的阴极连接至所述急停处理电路；

和/或，

所述第一继电器、所述第二继电器和所述第三继电器中的至少一个继电器，包括：电磁继电器；所述电磁继电器的触点开关，包括：双刀双掷开关。

8.根据权利要求2、4-7之一所述的装置，其特征在于，所述继电器控制电路在所述示教器的热插拔过程中通过继电器自锁和继电器解锁，包括：

在所述工业机器人的正常工作状态下，使所述第一继电器和所述第三继电器上电工作、且使所述第二继电器不工作，以实现所述急停备用控制回路断开、且所述急停控制回路工作；

或者，

在所述工业机器人的正常工作状态下出现设定的紧急情况、或在一台以上工业机器人共用单台所述示教器的情况下一台所述工业机器人的自动运行状态下需要使用所述示教器的热插拔功能时，接收用户发送的用于断开所述示教器与所述工业机器人的运动控制器之间设定的急停控制回路的断开指令，使所述第一继电器和所述第三继电器断电不工作、且使所述第二继电器工作，以接通所述急停备用控制回路并在断开所述断开指令后，使所述第二继电器自锁；

或者，

在所述热插拔过程中所述示教器被拔下后，使所述第一继电器工作、使所述第二继电器接触自锁断电不工作、并使所述第三继电器断电不工作，以实现所述急停备用控制回路在所述热插拔过程中处于导通状态而使所述运动控制器不报警；

或者，

在所述热插拔过程中所述示教器被拔下后重新插接至所述运动控制器的情形下，使所述第三继电器上电工作，以断开所述急停备用回路，使所述示教器与所述工业机器人均处于正常工作状态。

9.一种工业机器人，其特征在于，包括：如权利要求1-8任一所述的示教器热插拔装置。