Las paradas de emergencia son obviamente una buena idea en la mayoría de los robots, ¿cómo deben conectarse? ¿Qué sistemas deberían eliminarse de inmediato y qué debería seguir funcionando?
Las paradas de emergencia son una característica de seguridad, que normalmente se encuentra en equipos industriales.
Deben usarse cuando el robot tiene el potencial de dañar a los humanos o causar daño a otros activos. Esto generalmente depende del peso del robot y la potencia de los motores (velocidad a la que se mueve el robot).
Por ejemplo, un robot de 1 kg es demasiado ligero para causar mucho daño. Por el contrario, si pesa 50 kg, podría causar algún daño. Del mismo modo, un robot volador de 5 kg que se mueve muy rápido podría ser peligroso.
Deberá montar una parada de emergencia en el robot, y posiblemente también otra fuera del robot (aunque esta es una configuración más difícil). La forma segura de cablear una parada de emergencia es normalmente cerrada. Eso significa que el interruptor normalmente está cerrado y los dos terminales están conectados. Al conectar un extremo al 1 lógico y arrastrar el otro extremo al 0 lógico a través de una resistencia, se puede usar para determinar el estado de la parada de emergencia.
Si se activa la parada de emergencia, el interruptor se abrirá y la señal pasará a 0 lógico (0 voltios).
Esto normalmente alimentará un relé que controlará la potencia del robot.
Tenga en cuenta que otro requisito de seguridad de las paradas de emergencia es que restablecer una parada de emergencia no debería volver a encender el robot. Volver a encenderlo debe requerir reiniciar la parada de emergencia y, a continuación, presionar el interruptor de encendido.
EHow tiene un diagrama que muestra cómo se debe conectar esto:
http://www.ehow.com/how-does_5151421_do-emergency-stop-buttons-work.html
Como señaló Mark Booth , para aumentar aún más la robustez, también debe usar el interruptor normalmente abierto. Para hacer esto, conecte esta señal (con una resistencia pull-down) a la señal STOP de un relé ( http://en.wikipedia.org/wiki/Relay_logic ).
Los sistemas que deben eliminarse deben incluir todos los actuadores. Esto significa cualquier cosa que pueda moverse. Si tiene una computadora a bordo, es posible que pueda separar su energía de otro sistema para evitar una pérdida repentina de energía. Sin embargo, querrá asegurarse de que no esté activando ningún actuador directamente (por ejemplo, USB).
Para aplicaciones de baja potencia, puede intentar ahorrar espacio omitiendo el relé y cablear la parada de emergencia en serie con su fuente de alimentación principal (baterías). No hagas esto. Hay dos problemas:
Si se requiere una parada de emergencia en su robot, probablemente sea lo suficientemente grande como para tener espacio para los relés.
Además de los puntos que señala ronalchn , si tiene un sistema crítico de seguridad , el E-Stop seleccionado debe usar al menos una interfaz de 4 cables en lugar de una interfaz de dos cables más simple.
El E-Stop debería tener dos interruptores internos, uno normalmente cerrado y el otro normalmente abierto ( como una de estas opciones de OMRON , consulte
A22E-M-11-EMOyA22E-M-11-EMSen la p2 de la hoja de datos ). La activación de E-Stop abre el interruptor NC (normalmente cerrado) y cierra el interruptor NO (normalmente abierto) .La razón de esto es la redundancia.
Un modo de falla de un circuito de parada de emergencia normalmente cerrado de dos cables es que los cables se cortocircuitan, por lo tanto, abrir el interruptor NC no haría nada. Esto podría suceder en una situación en la que un cable se aplasta, el aislamiento se desplaza y los cables ahora desnudos se tocan entre sí.
Sin embargo, si decide cablear su parada de emergencia de la manera opuesta, con un circuito normalmente abierto, uno de sus modos de falla es que el cable de parada de emergencia se corta, por lo que cerrar el interruptor NO no haría nada. Esto podría suceder en una situación en la que un cable queda atrapado entre dos superficies o donde el movimiento extrae un cable de su zócalo.
El riesgo de estos modos de falla significa que ninguno de los dos es suficiente.
Al incluir los circuitos NC y NO E-Stop, prácticamente elimina este riesgo, ya que cualquiera de los circuitos E-Stop que registran una condición E-Stop causaría una condición general de E-Stop. No es una muy pequeña posibilidad de que el circuito de Carolina del Norte podría estar cortocircuitado al mismo tiempo, ya que el circuito NO está desconectada, pero vale la pena cualquier sistema de seguridad de su sal haría que la ventana de oportunidad para esta extremadamente pequeña (es decir transistor índices de cambio).
Sobre el tema de qué matar en una parada de emergencia, en mi opinión , debes matar todo lo que pueda moverse y todo lo que pueda causar daños (como un láser).
Sin embargo, mi experiencia es con la robótica industrial , donde la mecánica generalmente está diseñada para que sea inherentemente seguro matar el poder en cualquier momento. Los ejes están diseñados de tal manera que los motores no actúan contra la gravedad sin un engranaje significativo (por ejemplo , los robots SCARA , donde la mayoría de los ejes están en un plano horizontal) o están diseñados de tal manera que en una condición de parada de emergencia los motores están en cortocircuito, llevándolos a una parada brusca .
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Lo que cortar no siempre es una cuestión simple
Una complicación surge cuando los actuadores realmente necesitan energía para mantenerse seguros. Por ejemplo: un brazo robótico manejable hacia atrás o conforme había recogido un objeto pesado y está utilizando la potencia del motor para mantener el objeto en el aire. Si matas el poder, el peso del objeto hará que los brazos se estrellen y rompan el objeto, el robot o una persona.
Una forma de implementar recortar
En el caso anterior, en lugar de cortar la potencia del actuador, puede ser conveniente enviar un mensaje a todos los actuadores para que entren en modo seguro. Exactamente lo que eso significa depende de la naturaleza del robot y el actuador particular. Pueden detenerse o simplemente pasar a un modo de potencia más baja donde se caen lentamente.
Otra forma de implementar recortar
En Shadow Robot Hand , el sistema de detección, el bus y los actuadores se alimentan desde la misma línea de suministro de 48v. Cada uno de los sensores y actuadores tiene sus propios reguladores, cada uno con su propia configuración de bloqueo de voltaje no controlado. Los actuadores se cortan a 25v, mientras que los sensores se cortan a 9v. Cuando ocurre una parada de emergencia, la línea de suministro de energía se reduce a 18v, lo que hace que se corte el suministro de energía de los actuadores, mientras se mantiene la energía a los sensores y al bus de comunicación.
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Si no está cerca del robot pero necesita una parada de emergencia, deberá considerar un circuito de vigilancia que esté viendo una señal remota. El circuito está atento a una señal de pulso y, si la señal deja de pulso, activa el circuito de parada de emergencia. Desea tener esto lo más cerca posible de un circuito físico, lo que significa que el pulso no puede ser interpretado por una computadora ni por un microcontrolador, ya que es probable que cualquiera de ellos tenga estados de falla que eviten que actúen adecuadamente -detener.
Como muchas de las otras respuestas están indicando, la parada electrónica ideal es aquella en la que cualquier modo de falla causará una parada de emergencia, lo que significa que las leyes de la física están haciendo la mayor parte del trabajo de la parada electrónica, en lugar de algo parecido software. Por supuesto, tratar de interpretar esa parada correctamente depende en gran medida de lo que el robot debe hacer y las consecuencias de que detenga esa acción, pero la falla de un sistema de parada de emergencia no debería garantizar que su robot siga funcionando.
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