2. SafeMove功能架构与安全概念
SafeMove 并不是一个独立于机器人控制器之外的“黑盒”，而是建立在 ABB 机器人标准控制架构之上、由安全控制器统一监管的一套安全功能集合。理解 SafeMove，首先要理解它的功能架构：谁在监控、监控什么、监控结果如何影响机器人运动。本节围绕安全控制器、安全信号、安全区域、安全速度、安全方向、安全工具与安全载荷这七个基本概念展开，它们是后续配置、调试与验证工作的共同语言。
安全控制器：SafeMove 的决策核心
SafeMove 的安全控制器是独立于标准运动控制器的安全逻辑执行单元，通常以安全 PLC 或集成安全模块的形式存在，并通过安全总线与机器人控制柜、安全 I/O、使能装置等连接。标准控制器负责“怎么动”，安全控制器负责“允不允许动”。它周期性地采集来自编码器、安全输入信号和配置参数的数据，运行安全逻辑，并输出安全使能、安全停止等信号。一旦监控条件被违反，安全控制器会触发对应的安全停止类别（如 SS1、SS2、STO），使机器人进入安全状态。
需要强调的是，安全控制器与标准控制器之间是“监督”关系而非“替代”关系。标准控制器仍然执行正常的运动规划，安全控制器只对运动结果进行约束和校验。这种分工使得 SafeMove 可以在不牺牲生产效率的前提下，把安全边界从“物理围栏”推进到“逻辑约束”。
安全信号：安全逻辑的输入与输出
安全信号是安全控制器与外部世界交互的载体，分为安全输入和安全输出两类。安全输入包括急停按钮、安全门开关、光幕、使能开关、模式选择开关等；安全输出包括安全使能、安全停止请求、状态指示等。与普通 I/O 不同，安全信号必须满足冗余、自检、故障可检测等要求，例如双通道急停输入需要两个通道状态一致才判定为有效。
在 SafeMove 配置中，安全信号通常以安全 I/O 信号的形式映射到具体功能上。例如，一个安全门信号可以同时触发“安全区域切换”和“安全速度限制”两个功能。理解信号与功能之间的映射关系，是排查“为什么机器人没有按预期减速”这类问题的关键。
安全区域：用空间约束代替物理围栏
安全区域是 SafeMove 最直观的功能之一。它通过在机器人工作空间内定义若干几何区域（如立方体、圆柱体、球体或用户自定义多边形），并规定工具中心点（TCP）或机器人本体在这些区域内的允许行为。常见的安全区域类型包括：
- 禁止区域：TCP 或机器人本体不得进入，一旦接近即触发停止。
- 允许区域：机器人只能在指定区域内运动，超出即停止。
- 减速区域：进入该区域后机器人自动降低速度，离开后恢复。
安全区域的定义必须与现场实际布局一致，包括机器人底座位置、工件位置、围栏开口位置等。区域边界通常留有一定余量，以补偿测量误差和制动距离。
安全速度：让机器人“慢下来”而不是“停下来”
安全速度功能用于监控机器人运动速度不超过设定上限。与普通速度限制不同，安全速度是经过安全认证的监控功能，即使标准控制器出现异常，安全控制器仍能独立检测超速并触发停止。安全速度通常与安全区域配合使用：在人员可能接近的区域降低速度，在无人区域允许较高速度。
配置安全速度时，需要明确监控对象（TCP 速度、关节速度或工具方向速度）、速度上限值以及响应时间。速度上限的设定应结合制动距离和人员接近速度进行估算，不能简单照搬经验值。
安全方向：约束运动方向
安全方向功能用于限制机器人工具在特定方向上的运动。例如，在某些装配或检测工位，工具只能沿垂直方向接近工件，不允许横向移动。SafeMove 可以监控工具运动方向是否超出允许范围，一旦违反即触发停止。安全方向通常以工具坐标系为参考，定义允许的运动矢量或禁止的运动方向。
安全工具与安全载荷：让监控“认识”末端执行器
安全工具和安全载荷是 SafeMove 正确计算安全区域和速度的前提。安全工具定义了工具中心点（TCP）相对于机器人法兰的位置和姿态，以及工具的外形尺寸；安全载荷定义了工具和工件的质量、重心位置和惯性矩。这些参数直接影响机器人运动学模型和动力学计算，如果配置错误，安全区域和速度监控都会失准。
例如，当机器人更换不同工具时，必须同步切换对应的安全工具和安全载荷配置。否则，安全控制器可能仍按旧工具的参数判断 TCP 位置，导致实际工具已经进入禁止区域而系统未触发停止。
七个概念如何协同工作
把上述概念串起来看：安全控制器是“大脑”，安全信号是“感官”，安全区域、安全速度、安全方向是“规则”，安全工具与安全载荷是“标尺”。当安全信号发生变化（例如安全门被打开），安全控制器根据当前配置的安全区域、速度、方向规则，结合安全工具与载荷参数，判断机器人当前状态是否安全。如果不安全，立即输出安全停止信号。
在实际工程中，这七个概念往往不是孤立配置的。例如，一个典型的协作工位可能同时启用：安全区域（限制机器人进入人员站立区）、安全速度（在人员接近时降至 250 mm/s 以下）、安全方向（限制工具只能垂直向下接近）、以及对应的安全工具与载荷配置。只有这些参数相互匹配，SafeMove 才能既保证安全，又不影响正常生产节拍。
理解这七个基本概念，是后续学习 SafeMove 具体配置、调试与验证的基础。它们共同构成了 SafeMove 的功能架构：以安全控制器为核心，以安全信号为输入，以安全区域、速度、方向为约束手段，以安全工具与载荷为计算基准，最终实现机器人运动的安全监控。