皮爾磁:協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和減少
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?“沒(méi)有絕對(duì)安全的機(jī)器人,只有安全的機(jī)器人應(yīng)用”是皮爾磁一直以來(lái)所倡導(dǎo)的,協(xié)作機(jī)器人需要與人直接進(jìn)行交互,其應(yīng)用的安全性更加不容忽視。正確識(shí)別協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)的危險(xiǎn),能夠讓設(shè)計(jì)人員在協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)集成時(shí)事半功倍。采取合適的風(fēng)險(xiǎn)減少措施,可以讓用戶在協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用時(shí)無(wú)后顧之憂。
協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)減小的主要方法
傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng),風(fēng)險(xiǎn)減小通常是通過(guò)防護(hù)裝置分隔操作人員和機(jī)器人系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn),而協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)則主要考慮的是在操作人員和協(xié)作機(jī)器人之間可能的接觸不會(huì)對(duì)操作人員造成傷害的方法,主要包括:
a.識(shí)別該接觸可能發(fā)生的條件
b.評(píng)估該接觸的潛在風(fēng)險(xiǎn)
c.設(shè)計(jì)機(jī)器人系統(tǒng)與協(xié)同工作空間,使得該接觸頻率減少或避免
d.采用風(fēng)險(xiǎn)減小措施,以保持該接觸情況限制在閾值以內(nèi)。
識(shí)別潛在接觸事件時(shí)的考慮準(zhǔn)則
基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的目的,任何潛在的接觸情況,宜考慮操作員未被任何風(fēng)險(xiǎn)減小措施(包括個(gè)人防護(hù)裝置)所保護(hù)的情況。主要考慮以下準(zhǔn)則:
? 操作員暴露的身體區(qū)域;
? 接觸事件的源頭,例如,預(yù)期使用中的有意行為,或是無(wú)意接觸或者可合理預(yù)見的誤用;
? 發(fā)生的可能性及頻率;
? 接觸事件的類型,例如準(zhǔn)靜態(tài)接觸或暫態(tài)接觸;
? 接觸區(qū)域、速度、力、壓強(qiáng)、動(dòng)量、機(jī)械功率、能量以及其他量化參數(shù)等描述物理接觸事件。
尖銳物體、剪切邊沿,如針、剪、刀以及其他致傷零件均不應(yīng)出現(xiàn)在接觸區(qū)域。
注1:合適的廠區(qū)布置、覆蓋或區(qū)塊分割能減少潛在危險(xiǎn)。
注2:除了接觸以外還有其他危險(xiǎn),包括過(guò)程危險(xiǎn)等。
暴露的身體敏感部位的接觸,包括顱腦、面額、喉部、眼部、耳部、臉部等的情況,應(yīng)在實(shí)際應(yīng)用中合理防止。
協(xié)作機(jī)器人風(fēng)險(xiǎn)減小的主要措施
協(xié)作機(jī)器人風(fēng)險(xiǎn)減小的措施,從大類上來(lái)講,可以分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種。
被動(dòng)式安全設(shè)計(jì)措施對(duì)應(yīng)于機(jī)器人系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì),包括但不限于:
1.增加接觸面積:
? 圓邊與圓角
? 平滑表面
? 柔順的表面
2.吸收能量,延長(zhǎng)能量傳遞時(shí)間,降低沖擊力:
? 襯墊,緩沖
? 可變形的組件
? 柔順的關(guān)節(jié)與連桿
3.限制運(yùn)動(dòng)質(zhì)量
主動(dòng)式安全設(shè)計(jì)措施則對(duì)應(yīng)于機(jī)器人系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì),包括但不限于:
? 限制力或轉(zhuǎn)矩
? 限制運(yùn)動(dòng)部件的速度
? 限制動(dòng)量、機(jī)械功率或能量
? 使用軸及空間的安全軟限位功能
? 使用安全適用的受監(jiān)控停止功能
? 使用傳感器預(yù)測(cè)或檢測(cè)接觸(例如逼近與接觸檢測(cè),以減少準(zhǔn)靜態(tài)力)
上述這些風(fēng)險(xiǎn)減小措施在實(shí)施時(shí),都是通過(guò)在協(xié)作機(jī)器人示教器中設(shè)置安全參數(shù)與配置信息來(lái)實(shí)現(xiàn)的,而根據(jù)EN 10218-1:2011及ISO/TS 15066規(guī)定:激活安全參數(shù)設(shè)置與配置信息,應(yīng)按唯一標(biāo)識(shí)符(例如校驗(yàn)碼)來(lái)閱讀和存檔,由此,安全配置的改變能夠易于識(shí)別,設(shè)定與調(diào)整協(xié)作安全參數(shù)應(yīng)進(jìn)行密碼保護(hù)或類似措施,以免受到未授權(quán)操作或意外操作的影響。
無(wú)論是主動(dòng)式還是被動(dòng)式風(fēng)險(xiǎn)減小的措施,在采用時(shí)均應(yīng)列明如風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中所確定的操作人員的預(yù)期暴露情況。
風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。只有經(jīng)過(guò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,才能對(duì)癥下藥,采取合適的風(fēng)險(xiǎn)減小措施。皮爾磁是國(guó)內(nèi)最早從事機(jī)器人領(lǐng)域風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的品牌,不僅有系統(tǒng)的方法論,自主研發(fā)的碰撞測(cè)試儀更是為協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用時(shí)力、壓強(qiáng)等參數(shù)的測(cè)量提供了有力的工具,為越來(lái)越多的用戶所認(rèn)可,積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。
皮爾磁可以提供針對(duì)協(xié)作機(jī)器人的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,設(shè)計(jì)與系統(tǒng)集成,安全驗(yàn)證和培訓(xùn)的一系列“交鑰匙”工程服務(wù)。
(審核編輯: 智匯小新)
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