【儀表網(wǎng) 行業(yè)科普】在自動(dòng)化和人機(jī)協(xié)作環(huán)境中，確保安全措施對(duì)于制造企業(yè)非常重要。建議采取幾個(gè)步驟來確保工業(yè)應(yīng)用機(jī)器人解決方案的安全可靠。
 

　　生產(chǎn)制造業(yè)正在工廠范圍內(nèi)整合越來越多的機(jī)器人，越來越多的制造和物流過程正在實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化。人機(jī)協(xié)作的應(yīng)用也在不斷擴(kuò)大。
 

　　為了確?？煽康男阅芎桶踩?，制造商、供應(yīng)商、集成商和運(yùn)營商需要根據(jù)一系列不同的標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)估和驗(yàn)證機(jī)器人的合規(guī)性，并考慮特定應(yīng)用需求。其中一項(xiàng)核心標(biāo)準(zhǔn)是EN ISO 10218:2011-機(jī)器人和機(jī)器人設(shè)備-工業(yè)機(jī)器人的安全要求，這是一項(xiàng)涵蓋工業(yè)機(jī)器人安全要求的國際和歐洲標(biāo)準(zhǔn)。
 

　　工業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的成功認(rèn)證，要求遵守所有適用的技術(shù)指南和標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)機(jī)器人及其機(jī)器人系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的測(cè)試，應(yīng)包括但不局限于以下方面：
 

　　■ 重載和高速；
 

　　■ 意外啟動(dòng)或行為；
 

　　■ 與工件或周圍環(huán)境的碰撞；
 

　　■ 工件彈出；
 

　　■ 關(guān)鍵區(qū)域有無人員。
 

　　01  協(xié)作機(jī)器人的安全要求
 

　　當(dāng)人類員工與機(jī)器人并肩工作時(shí)，安全是最重要的。因此，機(jī)器人制造商面臨著一系列廣泛的安全要求，這反映在眾多技術(shù)指南和標(biāo)準(zhǔn)中。
 

　　協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)可以將手動(dòng)和自動(dòng)組裝操作結(jié)合起來，形成一個(gè)混合系統(tǒng)，從而將人和機(jī)器人的力量結(jié)合起來。如果部署得當(dāng)，協(xié)作機(jī)器人可以提高過程效率和產(chǎn)品質(zhì)量，并減輕人的體力消耗和重復(fù)性工作。國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)在其2020年的報(bào)告摘要中表示：“機(jī)器人可以執(zhí)行眾多‘4d’(沉悶、骯臟、危險(xiǎn)和/或精細(xì))任務(wù)，從而提高工人的健康、安全和工作滿意度。”
 

　　雖然ISO 10218:2011包含了一些關(guān)于使用協(xié)作機(jī)器人的指導(dǎo)，但人們普遍認(rèn)為這需要改進(jìn)。因此，ISO/TS 15066技術(shù)規(guī)范“機(jī)器人和機(jī)器人設(shè)備--協(xié)同工業(yè)機(jī)器人”于2016年發(fā)布。始終確保環(huán)境的無障礙以保證員工安全，是協(xié)作應(yīng)用的基本要求，因此應(yīng)遵守本標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)范。
 

　　ISO/TS 15066詳細(xì)闡述了協(xié)同工作的“速度和隔離監(jiān)測(cè)”和“功率和力的限制”方法。這包括對(duì)人體特定部位疼痛閾值的“生物力學(xué)極限”的建議。根據(jù)EN ISO 12100進(jìn)行的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，也可用于定義cobot應(yīng)用和工作環(huán)境的安全要求。
 

　　協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用的一個(gè)重要組成部分是機(jī)器人末端執(zhí)行器。顯然，沒有它就不可能處理任何項(xiàng)目，但它確實(shí)代表了一種可能的風(fēng)險(xiǎn)。因此，夾緊所需的力和對(duì)工件的特殊處理，對(duì)于安全至關(guān)重要。ISO TR 20218-1概述了此類夾持器系統(tǒng)的接口和安全要求。
 

　　02  工業(yè)移動(dòng)機(jī)器人的安全性
 

　　移動(dòng)機(jī)器人有助于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和優(yōu)化物流過程。由于它們提供全天候的連續(xù)服務(wù)，并且可以靈活地分配給各種應(yīng)用，因此它們對(duì)提高效率和生產(chǎn)力做出巨大貢獻(xiàn)。
 

　　自動(dòng)導(dǎo)引車(AGV)構(gòu)建了一個(gè)地面輸送機(jī)網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)遵循固定路線，通常沿著嵌入地面的電線或磁鐵，有助于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和優(yōu)化物流過程。因此，它們?cè)诎ㄖ圃鞓I(yè)和物流在內(nèi)的一系列行業(yè)過程自動(dòng)化和材料運(yùn)輸中發(fā)揮著重要作用。在智能工廠和工業(yè)4.0環(huán)境中，AGV對(duì)于持續(xù)提高內(nèi)部物流效率尤為重要。然而，它們極其多樣化的應(yīng)用，對(duì)制造商和系統(tǒng)集成商提出了明顯的挑戰(zhàn)。
 

　　自主移動(dòng)機(jī)器人(AMR)更為復(fù)雜，配備了傳感器和強(qiáng)大的車載計(jì)算機(jī)，使它們能夠使用地圖動(dòng)態(tài)導(dǎo)航。它們足夠聰明，能夠識(shí)別障礙物并對(duì)其做出反應(yīng)，從而在繁忙的環(huán)境中安全地履行其職責(zé)。AGV或AMR與協(xié)作機(jī)器人的組合，需要執(zhí)行特別嚴(yán)格的安全要求。
 

　　由于AGV和AMR提供全天候的連續(xù)服務(wù)，并且可以靈活地分配給各種應(yīng)用，因此它們對(duì)提高效率和生產(chǎn)力做出巨大貢獻(xiàn)。雖然它們?cè)诠I(yè)中的應(yīng)用可能多種多樣，但AGV和AMR的子系統(tǒng)基本上差不多。
 

　　工業(yè)移動(dòng)機(jī)器人(IMR)是AGV和AMR與“工業(yè)機(jī)械手”(機(jī)器人)的統(tǒng)稱。必須考慮不同市場(chǎng)的特定要求，例如，美國標(biāo)準(zhǔn)ANSI/RIA R15.08-自主移動(dòng)機(jī)器人安全標(biāo)準(zhǔn)，以及國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 10218的第1部分和第2部分。
 

　　在歐洲經(jīng)濟(jì)區(qū)，工業(yè)移動(dòng)機(jī)器人必須遵守《機(jī)械指令》，該指令對(duì)英國市場(chǎng)來說符合《2008年機(jī)械供應(yīng)(安全)條例》。這需要基于任務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，可以使用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 12100《機(jī)械安全-通用設(shè)計(jì)原則-風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)降低》中的指導(dǎo)，盡管其中沒有明確提及協(xié)作應(yīng)用。
 

　　現(xiàn)在，越來越多的制造和物流過程實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化，并經(jīng)常得到工業(yè)機(jī)器人和自動(dòng)導(dǎo)引車的協(xié)助。憑借其增強(qiáng)功能，機(jī)器人可以成為創(chuàng)新過程和新服務(wù)的關(guān)鍵。根據(jù)任務(wù)和所選的解決方案，機(jī)器人可以與用戶協(xié)同工作，也可以完全自主工作。
 

　　人機(jī)協(xié)作的興起擴(kuò)大了自動(dòng)化的可能性，制造企業(yè)將在工廠范圍內(nèi)整合越來越多的機(jī)器人。當(dāng)然，安全是使用機(jī)器人的先決條件，因?yàn)橄到y(tǒng)故障可能會(huì)對(duì)人員、設(shè)備和運(yùn)行造成嚴(yán)重后果。盡管機(jī)器人安全要求比較分散，但將既定標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)最佳實(shí)踐相結(jié)合，可以確保機(jī)器人解決方案的安全。由于機(jī)器人借鑒了多個(gè)學(xué)科的技術(shù)，因此確保機(jī)器人解決方案的整體安全是一項(xiàng)綜合性工作。