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人机并肩,安全第一 ——访皮尔磁工业自动化(上海)有限公司机器人业务开发经理孙东
来源: 皮尔磁作者: 皮尔磁时间:2020-04-02 14:02:58点击:2172

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当今,随着工厂智能化的推进,生产线已不再是工人的天下,机器人也已成为主要的劳动力,尤其在传统汽车制造业、电子制造业和新兴的3C和包装搬运行业等。如何让工人的柔性以及机器人的高生产力达到一个平衡点,让生产线发挥最大的作用,这是制造企业最为关注的目标之一。而工业协作机器人的优势在于能够找到这一平衡点:它们可以跟工人组成人机协作团队,共同处理生产线上的任务。

作为CMSE®-TÜV Nord注册机械安全专家,皮尔磁工业自动化(上海)有限公司(PILZ)机器人业务开发经理孙东表示,研发协作机器人最初的目的就是为了帮助中小企业(Small and medium-sized enterprises, SMEs)提高生产效率,降低成本,减少离岸外包。“相比于传统机器人,协作机器人允许人机协同工作,部署灵活,即插即用,编程简单,使用成本低,适合小批量、多品种的柔性化生产。适用于装配,检测,包装,上下料等应用。”


系统的视角

需要首先澄清的是,“人机协作与协作机器人是两个不同的概念”,孙东认为,“人机协作是指机器人和操作者在同一个协同工作区内工作的状态,并不特指某一种应用,或者某一类特定的机器人。”ISO/TS15066中描述了人机协作的四种安全防护方式:安全监控停止,速度及距离监控,手持引导,以及功率与作用力限制。其中功率与作用力限制,是新增加的方式,适用于协作机器人。“不管是人机协作的哪种防护方式,在整个机器的机械生命周期中,风险评估,安全理念,安全设计,系统实施和安全验证缺一不可。”

如何看待协作机器人的安全,系统性的视角很重要,相关标准都需要参考。在孙东看来,一个机器人应用系统的安全,并不完全由机器人本身决定,而是由系统内的所有部件所决定的。目前应用于工业环境的机器人及应用安全主要参考标准有:

1、ISO 12100 风险评估

2、EN ISO 13849-1/2 功能安全

3、EN ISO 10218-1 工业机器人安全

4、EN ISO 10218-2 工业机器人系统集成的安全

5、ISO/TS15066 人机协作的技术规范,为协作机器人的系统集成提供了参考指南

协作机器人的安全并不是无条件的。机器人只是作为整个系统的一部分,机器人的安全等级并不能代表整个系统应用的安全性。系统的风险还需要充分考虑到机器人末端执行器,外围设备和应用环境等各因素。

因此机器人系统的安全应由风险评估来决定,根据评估结果进行安全设计与系统实施。


系统的解决方案

随着协作机器人的应用越来越多,开放式机器生产区域的安全防护的方案需求也日益增加。为确保达到所需要的安全等级,必须考虑从传感器到逻辑控制器再到执行机构的整体安全功能。只有这些因素互相协调作用,安全人机协作(HRC)才有保障。

市场上目前主要适用于开放区域的安全产品主要分为两大类:

1、传感器类,包括安全光栅、安全扫描仪;

2、控制器类,包括安全继电器,可编程安全继电器,安全PLC

PILZ除了能提供上述常用的安全产品,还针对开放区域的安全防护提供了许多独有的安全解决方案:

(1)安全照相系统SafetyEYE——为开放式防护区域提供2D或 3D的全面防护,能够检测并报告侵入自定义三维区域的人或物体。

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(2)智能安全地毯PSEN mat——除了具有普通压敏地毯的安全防护功能外,还能够提供位置检测以及操作的功能。

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作为一家国际领先的安全自动化公司,PILZ一直致力于提供从安全产品,到涵盖咨询,工程和培训的安全服务的一体化解决方案,其特色之处在于:

1、提供从过程分析到风险评估与CE认证的服务组合,可按机器人系统的独特生命周期进行定制;

2、安全解决方案符合各种标准,例如DIN EN ISO 10218-2和ISO/TS 15066;

3、可按照ISO/TS 15066中规定的极限值进行碰撞测量;

4、提供机器人安全要求培训;

5、提供安全控制系统、驱动技术与传感器技术,如用于区域监控和检测区保护的安全照相系统SafetyEYE;

6、在国际标准委员会中就安全人机协作开展积极合作;

7、与领先的研究中心合作。

面向未来,人机协作将日益密切,而人机并肩,安全是第一位的。孙东进一步强调道,没有绝对安全的机器人,只有更安全的机器人应用。

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