4. 机器人工作站急停与安全回路搭建

安全回路拓扑与信号链

本工作站采用双通道急停回路,安全继电器作为核心逻辑单元。急停按钮(2NC)、安全门锁开关(2NC)串联接入安全继电器的双通道输入端;机器人安全输入(如FANUC的EAS1/EAS11、EAS2/EAS21)由安全继电器的安全输出触点控制。任一通道断开,安全继电器立即切断安全输出,机器人进入保护性停止。

双通道急停安全回路拓扑 急停按钮 2NC 触点 通道1: 11-12 通道2: 21-22 安全门锁开关 2NC 触点 通道1: 11-12 通道2: 21-22 安全继电器 双通道输入 S11-S12 / S21-S22 安全输出: 13-14 / 23-24 辅助输出: 31-32 机器人安全输入 EAS1 / EAS11 EAS2 / EAS21 外部急停信号 CH1 CH2 CH1 CH2 CH1 CH2 停机响应时序与验证要点 t0 t1 t2 t3 t4 按下急停 触点断开 继电器响应 安全输出断开 机器人检测 EAS信号丢失 保护性停止 SS1/SS2 触发 验证要点: 1. 断开任一通道,安全继电器输出应立即断开(响应时间 ≤ 30ms) 2. 机器人安全输入信号丢失后,应在 100ms 内进入保护性停止 3. 复位前必须排除触发源,手动复位后安全输出恢复,机器人需重新使能

回路搭建与接线

以Pilz PNOZ X2.8P安全继电器为例,双通道急停回路接线如下:

  • 通道1:急停按钮NC1(11-12)→ 安全门锁NC1(11-12)→ 继电器S11-S12
  • 通道2:急停按钮NC2(21-22)→ 安全门锁NC2(21-22)→ 继电器S21-S22
  • 安全输出:继电器13-14 → 机器人EAS1/EAS11;23-24 → EAS2/EAS21
  • 辅助输出:31-32 → PLC输入(用于状态监控)
安全继电器需设置为手动复位模式,确保急停触发后必须人工确认并复位,防止自动重启造成危险。

停机响应验证

使用示波器或PLC高速计数器测量从急停按钮断开到机器人安全输入信号丢失的时间差。典型安全继电器响应时间≤30ms,机器人安全输入响应时间≤100ms。验证时需分别测试单通道断开和双通道同时断开两种情况,确保任一通道断开都能触发停机。

测试项操作预期结果判定标准
通道1断开断开急停NC1安全输出断开,机器人停止响应≤30ms
通道2断开断开急停NC2安全输出断开,机器人停止响应≤30ms
双通道断开同时断开NC1/NC2安全输出断开,机器人停止响应≤30ms
门锁触发打开安全门安全输出断开,机器人停止响应≤30ms
复位测试排除触发源后按复位安全输出恢复,机器人可重新使能需手动复位
接线完成后必须使用万用表逐点核对通断,确认无短路或错接。首次上电前断开机器人使能,仅测试安全回路逻辑,确认无误后再接入机器人安全输入。