Wie sollen Notstopps verkabelt werden?

Notstopps sind bei den meisten Robotern offensichtlich eine gute Idee. Wie sollten sie verkabelt werden? Welche Systeme sollten sofort beendet werden und was sollte funktionieren?

Notstopps sind ein Sicherheitsmerkmal, das normalerweise bei Industrieanlagen zu finden ist.

Sie sollten verwendet werden, wenn der Roboter Menschen verletzen oder andere Vermögenswerte beschädigen kann. Dies hängt im Allgemeinen vom Gewicht des Roboters und der Leistung der Motoren ab (Geschwindigkeit, mit der sich der Roboter bewegt).

Zum Beispiel ist ein 1 kg schwerer Roboter zu leicht, um viel Schaden anzurichten. Umgekehrt kann es bei einem Gewicht von 50 kg zu Schäden kommen. Ebenso kann ein 5 kg schwerer Flugroboter, der sich sehr schnell bewegt, gefährlich sein.

Sie möchten einen Not-Aus-Schalter am Roboter anbringen und möglicherweise auch einen anderen außerhalb des Roboters (obwohl dies eine schwierigere Konfiguration ist). Die sichere Verdrahtung eines Not-Aus ist normalerweise geschlossen. Das bedeutet, dass der Schalter normalerweise geschlossen ist und die beiden Klemmen verbunden sind. Durch Verbinden eines Endes mit logisch 1 und Ziehen des anderen Endes über einen Widerstand auf logisch 0 kann der Zustand des Not-Aus-Zustands bestimmt werden.

Wird der Not-Aus ausgelöst, öffnet der Schalter und das Signal wird auf logisch 0 (0 Volt) gezogen.

Dies wird normalerweise in ein Relais eingespeist, das die Stromversorgung des Roboters steuert.

Beachten Sie, dass eine weitere Sicherheitsanforderung für Notstopps darin besteht, dass durch das Zurücksetzen eines Notstopps der Roboter nicht erneut gestartet werden darf. Das Wiedereinschalten sollte sowohl das Zurücksetzen des Not-Aus als auch das anschließende Drücken des Einschalters erfordern.

EWie ein Diagramm zeigt, wie dies verdrahtet werden sollte:

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

Wie Mark Booth betonte, sollten Sie zur weiteren Erhöhung der Robustheit auch den normalerweise offenen Schalter verwenden. Verbinden Sie dazu dieses Signal (mit einem Pull-Down-Widerstand) mit dem STOP-Signal eines Relais ( http://en.wikipedia.org/wiki/Relay_logic ).

Die Systeme, die getötet werden sollen, sollten alle Aktuatoren enthalten. Das bedeutet alles, was sich bewegen kann. Wenn Sie einen Computer an Bord haben, können Sie ihn möglicherweise von einem anderen System trennen, um einen plötzlichen Stromausfall zu vermeiden. Sie sollten jedoch sicherstellen, dass keine Aktoren direkt mit Strom versorgt werden (z. B. USB).

Bei Anwendungen mit geringem Stromverbrauch können Sie versuchen, Platz zu sparen, indem Sie das Relais überspringen und den Not-Aus in Reihe mit Ihrer Hauptstromquelle (Batterien) schalten. Mach das nicht. Es gibt zwei Probleme:

• Dies würde gegen das Sicherheitsprinzip verstoßen, dass das Zurücksetzen des Notstopps die Stromversorgung nicht von selbst wieder einschalten sollte .
• Der gesamte Strom fließt durch Ihren Not-Aus. Es gibt Notstopps mit einer Nennleistung von bis zu 10 A (andere haben nur eine Nennleistung von 5 A). Ihre Bewerbung wird wahrscheinlich mehr Strom benötigen

Wenn an Ihrem Roboter ein Not-Aus erforderlich ist, ist er wahrscheinlich groß genug, um Platz für Relais zu haben.

Neben den Punkten, die ronalchn , sollte bei einem sicherheitskritischen System für den ausgewählten -Halt mindestens eine 4-Draht-Schnittstelle anstelle einer einfacheren 2-Draht-Schnittstelle verwendet werden.

Der Not-Halt sollte dann zwei interne Schalter haben, von denen einer normalerweise geschlossen und der andere normalerweise offen ist ( wie eine dieser OMRON-Optionen , siehe A22E-M-11-EMO und A22E-M-11-EMSauf Seite 2 des Datenblattes ). Wenn Sie beide Not-Aus- Schalter aktivieren, wird der NC- Schalter ^{(normalerweise geschlossen)} geöffnet als auch der NO- Schalter ^{(normalerweise offen) geöffnet} .

Der Grund dafür ist Redundanz.

Ein Fehlermodus eines normalerweise geschlossenen Zweidraht-Not-Aus-Stromkreises besteht darin, dass die Drähte kurzgeschlossen werden, wodurch das Öffnen des NC-Schalters nichts bewirken würde. Dies kann vorkommen, wenn ein Kabel gequetscht wird, die Isolierung verschoben wird und sich die jetzt blanken Drähte berühren.

Wenn Sie sich entscheiden , wenn Sie Ihre E-stop in die entgegengesetzte Richtung verdrahten, mit einem normalerweise offenen Schaltung dann eines seiner Fehlermodus ist , dass der E-Stop - Draht geschnitten wird, so dass der Schalter nichts tun würde , NO schließen. Dies kann vorkommen, wenn sich ein Kabel zwischen zwei Oberflächen verfängt oder wenn durch Bewegung ein Kabel aus der Buchse gezogen wird.

Das Risiko dieser Ausfallarten bedeutet, dass keine von ihnen alleine ausreicht.

Indem Sie sowohl NC- als auch NO-Not-Aus-Schaltkreise einbeziehen, eliminieren Sie dieses Risiko praktisch, da jeder Not-Aus-Schaltkreis, der einen Not-Aus-Zustand registriert, einen Gesamt-Not-Aus-Zustand verursachen würde. Es besteht eine außerordentlich geringe Wahrscheinlichkeit, dass der NC-Stromkreis gleichzeitig mit dem Abschalten des NO-Stromkreises kurzgeschlossen wird, aber jedes wertvolle Sicherheitssystem würde das Zeitfenster für diese verschwindend kleinen Schaltgeschwindigkeiten (dh Transistorschaltgeschwindigkeiten) öffnen.

In Bezug auf das, was bei einem Not-Aus zu töten ist, sollten Sie meiner Meinung nach alles töten, was sich bewegen kann und alles, was Schaden anrichten kann (z. B. einen Laser).

Meine Erfahrung liegt jedoch in der Industrierobotik , wo die Mechanik in der Regel so ausgelegt ist, dass das Abschalten der Stromversorgung jederzeit inhärent sicher ist. Die Achsen sind so konstruiert, dass die Motoren nicht ohne nennenswerte Verzahnung gegen die Schwerkraft wirken (z. B. SCARA-Roboter , bei denen sich die meisten Achsen in einer horizontalen Ebene befinden) oder so konstruiert sind, dass die Motoren im Not-Aus -Zustand kurzgeschlossen werden und sie bringen zu einem abrupten Halt .

Was auszuschneiden ist, ist nicht immer einfach

Eine Komplikation entsteht, wenn die Aktuatoren tatsächlich Strom benötigen, um sicher zu bleiben. Beispiel: Ein von hinten fahrbarer oder nachgiebiger Roboterarm hat ein schweres Objekt aufgenommen und verwendet die Motorkraft, um das Objekt in der Luft zu halten. Wenn Sie die Kraft abschalten, werden die Arme durch das Gewicht des Objekts herunterfallen und entweder das Objekt, den Roboter oder eine Person zerbrechen.

Ein Weg, um ausgeschnitten zu implementieren

In dem obigen Fall kann es ratsam sein, eine Nachricht an alle Aktuatoren zu senden, um in einen sicheren Modus zu wechseln, anstatt die Aktuatorleistung zu verringern. Was genau das bedeutet, hängt von der Art des Roboters und dem jeweiligen Aktuator ab. Sie könnten anhalten oder einfach in einen niedrigeren Leistungsmodus wechseln, in dem sie langsam herunterfallen.

Eine andere Möglichkeit, ausgeschnitten umzusetzen

In der Shadow Robot Hand werden das Sensorsystem, der Bus und die Aktuatoren über dieselbe 48-V-Versorgungsleitung mit Strom versorgt. Die Sensoren und Aktoren verfügen jeweils über eigene Regler mit einer eigenen Einstellung für die Überspannungssperre. Die Aktoren schalten bei 25 V ab, während die Sensoren bei 9 V abschalten. Bei einem Not-Aus wird die Stromversorgungsleitung auf 18 V heruntergefahren, wodurch die Stromversorgung der Aktuatoren unterbrochen wird, während die Stromversorgung der Sensoren und des Kommunikationsbusses aufrechterhalten wird.

Wenn Sie sich nicht in der Nähe des Roboters befinden, aber einen Not-Aus benötigen, sollten Sie eine Überwachungsschaltung in Betracht ziehen, die ein Fernsignal überwacht. Die Schaltung hält nach einem pulsierenden Signal Ausschau und aktiviert, wenn das Signal aufhört zu pulsieren, die Not-Aus-Schaltung. Sie möchten dies so nah wie möglich an einem physischen Stromkreis haben, was bedeutet, dass der Impuls weder von einem Computer noch von einem Mikrocontroller interpretiert werden kann, da wahrscheinlich einer der beiden Fehlerzustände vorliegt, die eine angemessene Betätigung des e verhindern -halt.

Wie in vielen anderen Antworten angegeben, ist der ideale Notstopp der, bei dem jeder Ausfallmodus einen Notstopp auslöst, was bedeutet, dass die Gesetze der Physik den größten Teil der Arbeit des Notstopps erledigen und nicht etwas Ähnliches Software. Natürlich hängt der Versuch, diesen Stopp richtig zu interpretieren, in hohem Maße davon ab, was der Roboter tun soll und welche Konsequenzen es hat, wenn dieser Vorgang abgebrochen wird. Der Ausfall eines Not-Aus-Systems sollte jedoch nicht sicherstellen, dass Ihr Roboter weiterläuft.