《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 嵌入式技術(shù) > 業(yè)界動態(tài) > 工業(yè)機器人很危險 你應(yīng)該這樣“抱”

工業(yè)機器人很危險 你應(yīng)該這樣“抱”

2016-04-18

  在最近的50年,工業(yè)機器人在全球制造業(yè)應(yīng)用越來越廣泛。技術(shù)一直在進化,適應(yīng)用戶的需要。這么多年,人們一直在研究使用機器人的安全問題。當(dāng)然,意外會發(fā)生,風(fēng)險評估變得至關(guān)重要。與此同時,安全標(biāo)準(zhǔn)和安全部件一直在進步。所以,我們目前在什么樣的階段呢?

  當(dāng)?shù)谝慌鷻C器人進入制造工廠時,行業(yè)研究了某些機器人和它們周圍的設(shè)備可能對人類工人造成的危險。我們一直在從整體來看自動化。我們問自己這樣的問題:

  這個機器人動起來有多快?

  這個機器人能跑多遠(yuǎn)?

  機器人的操作過程危險性如何?

u=3761267608,540756892&fm=11&gp=0.jpg

  這些問題讓用戶可以進行風(fēng)險評估;識別安全特性,增加到機器人中,當(dāng)機器人運行時保護人類工作者。常規(guī)的措施會包括將機器人鎖在安全防護欄內(nèi),預(yù)防機器人和人類之間的接觸。這個過程對于進行風(fēng)險評估的人來說已經(jīng)很普遍。這種思維很流行,幾乎是自動的。我們今天給機器人進行風(fēng)險評估時還是在用這些想法。貌似我們的思維方式就是這樣設(shè)定的,這貌似也是最佳的實施方式。

  然后,機器人進化了,我們也該利用機器人技術(shù)的進步,適應(yīng)變化。不管你是否愿意相信,協(xié)同機器人已經(jīng)在市面上越來越普遍,我們必須改變我們的思維方式。我們過去在發(fā)現(xiàn)機器人的新應(yīng)用方面非常具有創(chuàng)造性,現(xiàn)在我們進行風(fēng)險評估的方式也可以更加創(chuàng)造性一點。我最近參加了一個關(guān)于協(xié)同機器人的會議,由合作伙伴Advanced Motionand Controls公司12月在蒙特利爾組織,這次會議改變了我對風(fēng)險評估過程的想法。就像Universal Robots公司用戶談到他們在不同工廠進行的應(yīng)用和風(fēng)險評估,有兩項引述讓我印象深刻。

  1、協(xié)同機器人的風(fēng)險評估不是基于“量”,而是基于“流程順序”。

  2、對合作型流程的風(fēng)險評估,不是固定死板的,而是隨著時間進化的過程。

  讓我闡述一下這兩項,解釋一它們?yōu)槭裁锤淖兞宋覍︼L(fēng)險評估的觀點。

  要說合協(xié)同機器人的風(fēng)險評估是基于順序的,而不是量,意味著你改以不同的視角審視風(fēng)險評估。你應(yīng)該把各個方面拆開,一個個分析,而不是只顧大局,從整體上評估風(fēng)險然后在每一個部分都執(zhí)行。

  我們來考慮以下的例子。你有一個機器人,用來把部件裝載到工作臺上,讓人類去組裝。一旦組裝完成,機器人拿起組裝好的部件,把它放在傳送帶上。

  我們對付傳統(tǒng)工業(yè)機器人的思維方式是這樣的:

  我有個跑得很快的機器人,可能會打傷人類。如果這種事情發(fā)生了,人類員工可能會受重傷。我需要在所有時間、所有地方防止人類和機器人有所接觸。所以我一下子就想到了籠子、欄桿或者安全光幕。

  機器人區(qū)域中,有兩個組裝區(qū)域需要人類和機器人都參與工作,但不一定是同時參與。這對于工業(yè)機器人來說是一個復(fù)雜部件。我可以用一個區(qū)域掃描,監(jiān)控人類員工的位置,當(dāng)人類進入某個特定區(qū)域時不讓機器人進入??赡芤瓶厮星闆r部件復(fù)雜,因為人類和機器人在一天中會有很多合作,所以在編程中,你需要考慮的不同情況非常多。

  另外,你還需要一些物理或安全分隔,放置在機器人與人類合作的區(qū)域,和機器人可以高速運作的區(qū)域之間。類似安全光幕,或者感應(yīng)門。你還需要在兩個組裝區(qū)域間安裝護欄,如果你希望機器人可以進入一個區(qū)域而工人在附近區(qū)域工作。因為你不希望操作員得走5-10步才到附近的組裝區(qū)域,你希望他們可以非??拷?/p>

  另一個可能的解決辦法是,讓組織桌安裝在一個轉(zhuǎn)動裝置上,可以把兩個裝置區(qū)域來回轉(zhuǎn)動,一面在機器人區(qū)域,一面在人類工人的區(qū)域。如果我們選擇這種方式,我們需要一個在轉(zhuǎn)動過程中沒有可能受傷的夾點的設(shè)計,我們需要考慮如果有東西卡住了該以什么事故順序應(yīng)對。因此可見,我們可以有很多不同的選項,損失時間決定哪一個選項最安全、最節(jié)省成本。

  現(xiàn)在,有了協(xié)同機器人,設(shè)計用于與人類一起工作,基于順序?qū)用孢M行分析,而不是基于整個機器人,我們會以以下的方式操作:

  機器人在挑揀部件,放置到區(qū)域1。在這個順序中,機器人可以在任何時候與人類工人合作。因此在這部分機器人速度應(yīng)該放緩,協(xié)同機器人中限制力量的功能在這時候應(yīng)該啟用,防止機器人意外撞擊到工人造成傷害。為了研究機器人運動的安全速度,我可以用ISO15066中的方程式,新版ISO15066技術(shù)參數(shù)最近在強調(diào)這個話題。因此確定這些值更加簡單了。

  此時,你可能會說,當(dāng)人類不在合作區(qū)域時,機器人應(yīng)該運行得越快越好,減少循環(huán)時間。并不是這樣的,來看看工人在機器人到來之前進行組裝并把它拿起的循環(huán)時間。這會設(shè)定你機器人運動的循環(huán)時間。很可能你會有兩個選項。

  第一選項是全程都以安全速度運行機器人,因此沒必要增加更多的安全特性了。

  第二選項是你需要在過程的某些時間加快機器人的速度,來減少整體循環(huán)時間。這種情況下,最佳解決辦法是增加一個區(qū)域掃描或者光幕,可以監(jiān)測到“快速操作區(qū)域”內(nèi)是否有工人。同樣的,協(xié)同機器人相比于工業(yè)機器人,當(dāng)有人進入機器人區(qū)域的時候沒必要停止機器人。你只要將機器人設(shè)置到通過ISO15066技術(shù)參數(shù)計算出來的最大速度就行了。

  另一個基于順序安全分析的例子是,當(dāng)機器人需要在任務(wù)中運送一個尖銳的物件。傳統(tǒng)的思維方式是,因為物件很尖,機器人很可能會嚴(yán)重傷害到工人。但是我們來更仔細(xì)地分析一下:

  機器人會在A點拿起尖銳物件,運送到B點。假設(shè)在其他步驟,機器人都沒有拿著這個物件。那么問題就應(yīng)該是:我如何在從A點到B點,沿某個固定方向或路徑運送,讓尖銳的邊緣朝向運動的內(nèi)側(cè),從而避免人被捅到或切到的危險。

  另外,降低運動速度是另一個可能的解決辦法。你可以只考慮和分析有潛在危險的部分,而不是想辦法在所有地方都預(yù)防傷害。當(dāng)然,用密碼鎖定這些軟件很重要,防止風(fēng)險評估被變更。每當(dāng)機器人軟件更改,你都需要審視自己的風(fēng)險評估,確認(rèn)變更不影響安全。所以,這是一個不斷變化的風(fēng)險評估過程。

  顯而易見,協(xié)同機器人最初在負(fù)責(zé)工作安全的人看來,可能是一個噩夢,尤其是如果他們認(rèn)為機器人的風(fēng)險評估是很復(fù)雜的。但是將風(fēng)險評估分解到不同的順序步驟,知道順序不是死板的,讓整個過程變得可以管理。這也讓管理層和工人相信這些機器人的安全性。改變你的思維模式,記住評估過程隨著情況變化可能會改變,這一定會讓更多的人去嘗試協(xié)同機器人。

  另外,不用忘了,對于力受限的協(xié)同機器人進行風(fēng)險評估時,例如UniversalRobots,如果機器人調(diào)試到合理的力量和速度,潛在傷害的嚴(yán)重程度可以降低。使用協(xié)同機器人應(yīng)該可以幫助你讓自動化任務(wù)實現(xiàn)理想的性能等級(PLR)。


本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點。轉(zhuǎn)載的所有的文章、圖片、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無法一一聯(lián)系確認(rèn)版權(quán)者。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題,請及時通過電子郵件或電話通知我們,以便迅速采取適當(dāng)措施,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟損失。聯(lián)系電話:010-82306118;郵箱:aet@chinaaet.com。