Как следует проводить аварийные остановки?

Аварийные остановки, очевидно, хорошая идея для большинства роботов, как они должны быть подключены? Какие системы должны быть немедленно убиты, а какие должны работать?

Аварийные остановки являются функцией безопасности, обычно встречающейся на промышленном оборудовании.

Их следует использовать, когда робот может причинить вред людям или причинить вред другим активам. Обычно это зависит от веса робота и мощности двигателей (скорости, с которой робот движется).

Например, 1-килограммовый робот слишком легкий, чтобы нанести большой ущерб. И наоборот, если это 50 кг, это может привести к некоторому повреждению. Точно так же летающий робот весом 5 кг, который движется очень быстро, может быть опасным.

Вы захотите установить аварийную остановку на роботе и, возможно, еще одну остановку на роботе (хотя это более сложная конфигурация). Безопасный способ подключения аварийного останова - это нормально замкнутый режим. Это означает, что переключатель нормально замкнут, а две клеммы соединены. Подключив один конец к логическому 1 и вытянув другой конец к логическому 0 через резистор, его можно использовать для определения состояния аварийного останова.

Если сработает аварийный останов, переключатель разомкнется, и сигнал будет сброшен до логического 0 (0 вольт).

Обычно это подается на реле, управляющее питанием робота.

Обратите внимание, что другим требованием безопасности при аварийных остановках является то, что сброс аварийной остановки не должен запускать робот снова. Повторное включение должно потребовать как сброса аварийного останова, так и последующего нажатия на кнопку включения.

EHow имеет диаграмму, показывающую, как это должно быть подключено:

http://www.ehow.com/how-does_5151421_do-emergency-stop-buttons-work.html

Как отметил Марк Бут , для дальнейшего повышения надежности вы должны также использовать нормально разомкнутый переключатель. Для этого подключите этот сигнал (с понижающим резистором) к сигналу STOP реле ( http://en.wikipedia.org/wiki/Relay_logic ).

Системы, которые должны быть убиты, должны включать все приводы. Это означает все, что может двигаться. Если у вас есть компьютер на борту, вы можете разделить его питание с другой системой, чтобы избежать внезапной потери питания. Тем не менее, вы должны убедиться, что он не питает электроприводы напрямую (например, USB).

В приложениях с низким энергопотреблением вы можете попытаться сэкономить место, пропустив реле, и последовательно подключите аварийный выключатель к основному источнику питания (батареям). Не делай этого. Есть две проблемы:

• Это нарушило бы принцип безопасности, согласно которому сброс аварийного останова сам по себе не должен снова включать питание.
• Весь ток будет течь через вашу аварийную остановку. Существуют аварийные остановки, рассчитанные до 10А (другие рассчитаны только на 5А). Ваше приложение, вероятно, потребует более актуального

Если вашему роботу требуется аварийная остановка, возможно, он достаточно большой, чтобы в нем было место для реле.

В дополнение к пунктам, которые делает Ronalchn , если у вас критическая система безопасности , выбранный E-Stop должен использовать как минимум 4-проводной интерфейс, а не более простой двухпроводной интерфейс.

В этом случае E-Stop должен иметь два внутренних переключателя, один из которых нормально замкнут, а другой нормально разомкнут ( как один из этих вариантов OMRON , см. A22E-M-11-EMO И A22E-M-11-EMSна стр. 2 таблицы данных ). Активирование E-Stop одновременно открывает NC ^{(нормально замкнутый)} выключатель и закрывает NO ^{(нормально разомкнутый)} выключатель.

Причиной этого является избыточность.

Один из режимов отказа двухпроводной нормально замкнутой цепи электронного останова состоит в том, что провода замыкаются накоротко, поэтому размыкание NC-переключателя ничего не изменит. Это может произойти в ситуации, когда кабель поврежден, изоляция смещена, а оголенные провода соприкасаются друг с другом.

Если вы решите подключить свой E-stop противоположным способом, но с нормально разомкнутой цепью, то один из его режимов отказа - обрыв провода e-stop, поэтому замыкание переключателя NO ничего не даст. Это может произойти в ситуации, когда кабель зажат между двумя поверхностями или когда движение вытягивает кабель из гнезда.

Риск этих режимов отказа означает, что ни одного из них недостаточно.

Включая как цепи NC, так и NO E-Stop, вы практически исключаете этот риск, поскольку любая цепь E-Stop, регистрирующая состояние E-Stop, может вызвать общее состояние E-Stop. Там является чрезвычайно мала вероятность того, что цепь NC может быть замкнута в то же время , как цепь NO отключен, но любая система безопасности стоит его соли сделать окно возможностей для этого исчезающе мала (т.е. транзистор переключения скорости).

Что касается того, что убивать на E-Stop, по моему мнению, вы должны убить все, что может двигаться, и все, что может нанести ущерб (например, лазер).

Однако мой опыт связан с промышленной робототехникой , где механики обычно разрабатываются так, что убивать власть в любой момент безопасно. Оси сконструированы таким образом, что двигатели не действуют против силы тяжести без значительного зацепления (например, роботы SCARA , где большинство осей находятся в горизонтальной плоскости), или сконструированы таким образом, что в состоянии E-Stop двигатели закорачиваются, приводя их к внезапной остановке .

Что вырезать не всегда просто

Одна сложность возникает, когда приводы действительно нуждаются в питании, чтобы оставаться в безопасности. Например: роботизированная рука с обратным приводом или податливость подняла тяжелый предмет и использует мощность двигателя для удержания объекта в воздухе. Если вы убьете власть, вес объекта приведет к тому, что руки рухнут, и вы сломаете объект, робота или человека.

Один из способов реализации вырезанного

В приведенном выше случае, вместо того, чтобы отключать питание привода, было бы разумно отправить сообщение всем приводам, чтобы перейти в безопасный режим. Что именно это означает, зависит от характера робота и конкретного привода. Они могут остановиться или просто перейти в режим пониженной мощности, где они медленно падают.

Еще один способ реализации вырезанного

В Shadow Robot Hand сенсорная система, шина и приводы питаются от одной и той же линии питания 48 В. Каждый из датчиков и исполнительных механизмов имеет свои собственные регуляторы, каждый из которых имеет свою собственную настройку блокировки от непостоянного напряжения. Приводы отключаются при 25 В, в то время как датчики отключаются при 9 В. Когда происходит аварийный останов, линия электропитания отключается до 18 В, что приводит к отключению электропитания исполнительных механизмов, в то же время поддерживая питание датчиков и коммуникационной шины.

Если вы не находитесь рядом с роботом, но вам нужна электронная остановка, вам нужно рассмотреть схему сторожевого таймера, отслеживающую удаленный сигнал. Схема следит за пульсирующим сигналом и, если сигнал перестает пульсировать, активирует схему электронного останова. Вы хотите, чтобы это было как можно ближе к физической цепи, что означает, что импульс не может быть интерпретирован ни компьютером, ни микроконтроллером, потому что любой из них может иметь состояния отказа, которые не позволят им адекватно активировать -стоп.

Как утверждают многие другие ответы, идеальная электронная остановка - это та, в которой любой режим сбоя вызовет аварийную остановку, что означает, что законы физики выполняют большую часть работы по электронной остановке, а не чем-то напоминающим програмное обеспечение. Конечно, попытка правильно интерпретировать эту остановку в значительной степени зависит от того, что должен делать робот, и от последствий его остановки, но отказ системы электронной остановки не должен гарантировать, что ваш робот продолжает работать.